Принципы построения сау

Несмотря на все разнообразие САУ по конструкции, существует ограниченное количество способов их построения.

1. Разомкнутая безрефлексная система.

U_з – заданное значение(задающее воздействие);

U – управляющее воздействие;

f – возмущающее воздействие;

Y – управляемая выходная величина.

ЗУ, руководствуясь сигналами внутри себя (например часами), изменяет Uз через УУ и ИУ. Это изменение передается на объект ОУ, вызывая изменение выходной величины У.

Пример: управление в функции времени пуском электродвигателя.

Достоинства: простота.

Недостатки: точность управления выходной величиной низкая. Под действием возмущения выходная величина У будет отклоняться от заданного состояния, но УУ никак на это не реагирует (безрефлексная система).

2. Разомкнутая система управления по возмущению (принцип компенсации возмущения Понселе).

Так как причина отклонения У – возмущение f, то мы измеряем его с помощью датчика Df и в зависимости от величины возмущения формируем такое управляющее воздействие на ОУ, чтобы скомпенсировать влияние возмущения. Характерный признак – наличие двух каналов прохождения сигнала возмущения.

Достоинства: высокое быстродействие.

Недостатки: Для полной и точной компенсации необходимо иметь точную модель объекта по каналу возмущения и управления. Это дорого и с течением времени мат. модель все равно устаревает и становится неточной. Возмущений может быть несколько. Всех измерить сложно и дорого. В результате неточности компенсации основного возмущения и влияния неучтенных возмущений выходная величина будет отклоняться от заданного значения, но УУ об этом не знает.

3. Замкнутая система управления по отклонению (принцип Ползунова-Уагга).

Управляющая величина У измеряется с помощью датчика Ду и сравнивается с заданным значением. Вычисляется ошибка управления =Uз-Uoc. В зависимости от величины и знака ошибки , устройство управления формирует управляющее воздействие на объект, стремясь уменьшить величину ошибки.

(0) если =0, то У=Uз

Характерный признак такой системы наличие отрицательной обратной связи (ООС)(общий вход-выход).

Достоинство: универсальность. УУ реагируетна любые отклонения независимо от причины.

Недостаток: внутреннее противоречие принципа (чтобы уменьшить ошибку, надо ее сначала допустить).

4. Комбинированная САУ (сочетает управление по отклонению с управлением по возмущению).

Основное возмущение компенсируется управлением по разомкнутому принципу, а неточность компенсации и влияние неучтенных возмущений устраняется управлением по замкнутому контуру. Здесь самое высокое качество, но самая дорогая структура.

5. Адаптивная САУ.

СС – схема самонастройки. Здесь УУ адаптируется с помощью СС в изменяющихся условиях работы.

Классификация сау

1. По структуре:

   1. Разомкнутые, возможно, работающие по принципу компенсации возмущения.

   2. Замкнутые – управление по отклонению.

   3. Комбинированные.

2. По сложности структуры:

   1. По количеству цепей ООС:

2.1.1. одноконтурные.

2.1.2. многоконтурные.

2. По количеству управляемых величин:

   1. одномерные.

   2. многомерные.

3. По структуре:

   1. каскадные САУ

   2. многоуровневые

   3. иерархические

1. По целям управления:

   1. Uз = const – система стабилизации.

   2. Uз = var – изменяется по заранее заданной программе (программная САУ).

   3. Uз = var – характер изменения заранее неизвестен (выходная величина будет отслеживать изменение Uз) – следящая САУ.

2. По виду математического описания:

4.1.1. Линейные

2. Нелинейные

4.2.

4.2.1. Стационарные САУ (если коэффициенты управления системы постоянны во времени)

4.2.2. Нестационарные САУ (если коэффициенты – функции от времени)

4.3.

4.3.1. Системы с сосредоточенными параметрами (описываются обыкновенными ДУ)

4.3.2. Системы с распределенными параметрами (описываются ДУ в частных производных)

4.4.

4.4.1. Детерминированные системы.

4.4.2. Стохастические системы (если коэффициенты уравнения являются случайными функциями).