1.2. Принципы автоматического управления

Несмотря на существенное разнообразие технических процессов, построение САУ основывается на общих принципах управления:

1. управление по отклонению;

2. управление по возмущению;

3. комбинированное управление;

4. адаптация.

1.2.1. Принцип управления по отклонению

Управляющее воздействие вырабатывается на основе информации об отклонении управляемой величины от требуемого значения. САУ представляет собой замкнутый контур, образованный объектом управления и управляющим устройством (рис. 2).

Н

Рисунок 2. Структурная схема системы

управления по отклонению

а вход управляющего устройства подаются задающее воздействиеХ_вх и выходная величина объекта Х_вых. Исходя из величины Х_вх, управляющее устройство определяет соответствующее требуемое значение Х_вых и, имея информацию о текущем значении Х_вых, обеспечивает необходимое соответствие между Х_вых и Х_вх, воздействуя на объект. Управляющее устройство стремится ликвидировать все отклонения Х_вых от его значения, которое определяется величиной Х_вх, независимо от причин, вызвавших эти отклонения (внутренние и внешние помехи, изменение параметров системы и т.д.).

САУ, работающие по отклонению представляют собой системы с обратной связью. В зависимости от того прибавляется сигнал обратной связи к входному воздействию или вычитается из него, имеет место положительная или отрицательная обратная связь. Основное достоинство - системы с обратной связью обеспечивают высокую точность управления и представляют собой основной тип САУ.

1.2.2. Принцип управления по возмущению

О

Рисунок 3. Структурная схема системы

управления по возмущению

н состоит в том, что управляющее воздействие в системе вырабатывается в зависимости от результатов измерения возмущения, действующего на объект. Системы, построенные по этому принципу, работают по разомкнутой системе, т.е. не имеют обратной связи. Структурная схема такой системы показана на рисунке 3.

Основные достоинства принципа управления по возмущению - относительная простота технической реализации и высокое быстродействие цепей компенсации, поскольку система реагирует непосредственно на причину, а не на следствие.

Основной недостаток - избирательность (не всегда возможно измерить все возмущения). Обычно учитывается действие одного или нескольких наиболее существенных возмущений.

1.2.3. Принцип комбинированного управления

О

Рисунок 4. Структурная схема системы

комбинированного управления

н сочетает в себе принципы управления по отклонению и по возмущению. Структурная схема системы с комбинированным управлением показана нарисунке 4.

Наряду с замкнутыми контурами, образуемыми отрицательными обратными связями, имеются цепи компенсации основного возмущающего воздействия.

1.2.4. Принцип адаптации

А

Рисунок 5. Структурная схема

адаптивной системы

даптивные системы обладают способностью приспосабливаться в процессе функционирования к изменениям окружающей среды и улучшать свои свойства. Структурная схема адаптивной системы показана нарисунке 5.

Адаптивная система имеет основное управляющее устройство (ОУУ) и дополнительное (ДУУ). Основная система построена на основе принципа управления по отклонению и включает в себя управляемый объект ОУ и управляющее устройство ОУУ. Дополнительное управляющее устройство оценивает свойства входного сигнала, возмущение, действующее на объект управления, анализирует управляющее воздействие, выработанное ОУУ для воздействия на объект управления в зависимости от действующего возмущения, а также результат изменения регулируемой величины от управляющего воздействия. На основе обработки поступившей информации ДУУ определяет способ изменения характеристик основного управляющего устройства (параметров, структуры или закона управления). Таким образом, адаптацию САУ можно представить как процесс автоматической настройки основного управляющего устройства по совокупности текущей информации об изменяющихся условиях работы для достижения поставленной цели управления.