1.6 Алгоритм управления

Алгоритм функционирования САУ показывает, как должна изменяться управляемая величина по требованиям технологии без учета динамических искажений.

Алгоритм управления (регулирования) показывает, как должно изменяться управляющее (регулирующее) воздействие r(t), чтобы обеспечить заданный алгоритм функционирования x(t).

Законом (алгоритмом) управления (регулирования) называют математическую зависимость выходной координаты регулятора r(t) от отклонения ɛ(t) ее производных и интегралов, возмущения f(t) его производных и интегралов и других величин (рис. 1.17).

Рис. 1.17. Управляющее устройство

Входящие в алгоритм величины определяют принципы управления (регулирования):

1. Комбинированный принцип управления (регулирования);

2. Принцип управления (регулирования) по возмущению;

3. Принцип управления (регулирования) по отклонению.

Автоматический регулятор, действующий по отклонению, обязательно реагирует на ɛ, стремясь ее уменьшить. Введение в закон регулирования оcтальных величин производных и интегралов от ɛ по времени играет вспомогательную роль (используется как коррекция качества регулирования).

В инженерной практике нашли наибольшее применение типовые алгоритмы (законы регулирования):

1) пропорциональный – П:

r(t) = k_R ε(t). (1.7)

2) пропорционально-интегральный – ПИ (пропорциональный с воздействием по интегралу (изодромный)):

(1.8)

3) пропорциональный с воздействием по интегралу и первой производной – ПИД (пропорционально-интегрально дифференциальный):

(1.9)

4) интегральный – И:

(1.10)

5) пропорциональный с воздействием по первой производной – ПД (пропорционально-дифференциальный):

(1.11)

1.7 Функциональная схема системы автоматического управления

На рис. 1.19 представлена упрощенная функциональная схема САУ по отклонению.

Рис. 1.19.Упрощенная функциональная схема САУ по отклонению

1.8 Классификация систем автоматического управления

Все существующие системы автоматического управления можно классифицировать следующим образом:

1. По принципу управления:

– САУ по возмущению;

– САУ по отклонению;

– комбинированные САУ.

2. По алгоритму функционирования:

– системы стабилизации (g(t) = const);

– системы программного управления [g(t)  заданная f(t)];

– следящие системы (g(t)  неизвестная функция).

3. По характеру функционирования:

– обычные;

– адаптивные:

– самонастраивающиеся;

– экстремальные;

– самоорганизующиеся.

4. По виду сигналов:

– непрерывные;

– дискретные:

– цифровые;

– релейные;

– импульсные.

5. По виду математического описания:

– линейные:

– стационарные;

– нестационарные;

– нелинейные:

– стационарные;

– нестационарные.

6. По количеству координат объекта управления:

– одномерные;

– многомерные:

– связанного управления;

– несвязанного управления.

7. По энергии, используемой для перемещения регулирующего органа:

– САУ прямого управления;

– САУ непрямого управления.