Виды систем автоматического регулирования

 

 

Система (СУ) управления

Объект (ОУ) управления

 

 

 

                                                                                        Хд. 

                                                                                        Хз.

 

Рис.1 Структура автоматического управления и ее составные элементы.

 

 

Табл.1

Физические процессы	Исходные уравнения	Условные обозначения
Поступательное движение		V – линейная скорость F – действующая сила
Вращательное движение		I – момент инерции M – действующий момент
Наполнение (о) сосудов жидкостью		H – уровень F – площадь уравнения
Наполнение () сосудов газами		V – объем сосуда Rв – газовая постоянная T – абсолютная t° G – массовый расход газа P – давление газа
Нагревание (охлаждение) тел		C – удельная теплоемкость q - температура   Q – тепловой поток
Сушка (выпаривание) и		M – масса сухого материала V – количество поступающей влаги Wв -
Прохождение электрического тока в цепи		I – сила тока U – напряжение L – коэффициент самоиндукции

                                                           

 

 

Системы автоматического регулирования, реализующие принцип отрицательной обратной связи (D = Хз - Хд) имеют вид: (рис.2)

 

Хз – Хд = D;                    где Хз – заданное значение (задание)

                                         Хд – измеренное значение (от датчика)

отрицательная                D - рассогласование (отклонение измеренного значения от                              

обратная звязь                      заданного)

 

 

ОУ

ИУ

УУ

Хз +              D                                                                                   Хд

 

Д

    Хд -                    регулятор

 

  

УУ – управляющее устройство

ИУ – исполнительное устройство

ОУ – объект управления

+   D

                     - элемент сравнения;                  

_               Д – датчик (Д = воспринимающий элемент + измерительный элемент)

Элементы и звенья автоматических систем регулирования:

Функциональный элемент (ФЭ) – конструктивно обособленная часть автоматической системы, выполняющий определенную функцию.

Воспринимающий элемент (ВЭ) – функциональный элемент автоматического управляющего устройства, принимающий внешние и (или) контрольные воздействия.

Измерительный элемент (ИЭ) – функциональный элемент, предназначенный для определения величин воздействий, поступающих на систему, а иногда ошибки управления.

Усилительно-преобразовательный элемент – функциональный элемент автоматического управляющего устройства, воспринимающий сигналы измерительного элемента, усиливающий их и преобразующий к виду удобному для передачи на исполнительный элемент.

Исполнительный элемент (ИЭ) – функциональный элемент автоматического управляющего устройства осуществляющий выработку управляющих воздействий, поступающих на вход объекта управления (ОУ).

В системах автоматического управления выделяют следующие основные воздействия и сигналы:

1. Внешнее воздействие – воздействие внешней среды на автоматическую систему.

2. Внутреннее воздействие – воздействие одной части системы на другую.

3. Управляющее воздействие – воздействие управляющего устройства на объект управления.

4. Контрольное воздействие – воздействие ОУ на управляющее устройство или вход измерительного устройства (ИУ).

5. Задающее воздействие – величина, характеризующая планируемое воздействие на входе автоматической системы.

6. Выходные (управляемые, регулируемые) координаты -величины, характеризующие состояние ОУ.

7. Возмущающие воздействия (N, F, n, f) – возникают в результате взаимодействия автоматической системы с внешней средой и вызывающие не планируемое изменение выходных координат.

В системах автоматического регулирования различают предписанные (заданные) У(4) значения выходной координаты и действительное ее значение, Хд(Хд).

 8. Ошибки управления (Z, Z, D) – разность между предписанным и действительным значением выходной координаты.

В системах автоматического регулирования эта разность D и называется регулируемой величины от заданного значения.