6. Виды автоматического управления

ОУ – объект управления

x(t)- задающее воздействие

f(t)- возмущающее воздействие

y(t)- регулируемая величина

Рассмотрим основные виды автоматического управления:

1. Автоматическое управление с разомкнутой цепью воздействий (жесткое управление).

2. Автоматическое регулирование.

3. Автоматическая настройка

Рассмотрим жесткое управление

УУ- устройство управления.

U(t)- управляющее воздействие.

1. Первый вид управления характеризуется функциями управления, которые не ставятся в зависимость от действующего хода процесса управления и выполняется по разомкнутому циклу.

Из-за возмущающих воздействий f(t) действительное значение регулируемой величины y(t) отличается от желаемого и это отличие может быть достаточно велико.

2. Второй вид - автоматическое регулирование, характеризуется тем, что управляющее воздействие U(t) формируется с учетом действительного хода процесса с использованием устройств обратной связи.

3.Третий вид – автоматическая настройка, характеризуется функциями управления, которые автоматически приводят систему к наилучшему, в каком-либо смысле, режиму работы. Операция настройки заключается в непрерывном измерении параметров системы с целью получения оптимального режима.

- параметр объекта управления (крен, дифферент)

- дополнительное устройство управления

вырабатывает дополнительное воздействие, которое подстраивает систему управления к текущим условиям плавания автоматически (т.е. без участия человека) Например: адоптивный авторулевой.

7. Системы стабилизации

Предназначены для поддержания постоянства регулируемой величины, при этом задающее воздействие остается постоянное.

Для данной системы закон управления следующим

Xзад(t)= const

Yтек(t)= const

Рассмотрим систему автоматического поддержания заданной угловой скорости вращения вала двигателя, питаемого от электромагнитного усилителя настроенная по принципу регулирования по отклонению.

ОУ- обмотка управления электромагнитного усилителя

ЭМ- электромагнитный усилитель

Д- двигатель

Тх- тахометр

РМ- рабочий механизм

U₀-питающее напряжение

E- ЭДС электромагнитного усилителя

ω- частота вращения вала двигателя

е_тх- ЭДС тахометра

8. Система программного управления

Система программного управления служит для измерения регулируемой величины во времени по определенному закону, который называется программа

Закон управления: x_зад(t)=f(t)

Рассмотрим микропроцессорную систему автоматического поддержания заданной температуры в грузовом танке.

Логический «0» представлен напряжением в пределах от 0В до 0,5В.

Логическая «1» представлена напряжением в пределах от 4,5В до 5,5В.

1 байт:

0

1

1

0

0

0

1

0

1 байт – одна ячейка памяти

11. Основные показатели работы САУ.

ПП – переходный процесс

Исходя из вида переходных процессов, все САУ делятся:

1 Устойчивые САУ- при изменении входных сигналов, регулируемая величина переходит в новое заданное состояние и поддерживается сколь угодно долго.

2 Неустойчивые САУ- вызывают изменение регулируемой величины во времени без ее стабилизации.

3 Консервативные СА- система находится на грани устойчивости.

В зависимости от заданного режима САУ должна обеспечивать требуемое количество работы в переходных режимах вызванных изменением задающего параметра x(t) или возмущающего f(t)

Качество регулирования оцениваются следующими основными показателями:

1 Величина перерегулирования- отношение а₁ к а₂ определяет величину перерегулирования

а₁ > а₂ – затухающий процесс (чем больше разница, тем больше коэффициент затухания).

а₁ < а₂ -расходящийся процесс, САУ неустойчивая.

а₁ = а₂ автоколебательный процесс, коэффициент затухания равен нулю.

2 Время переходного процесса t_пп чем меньше этот промежуток, тем быстрее осуществляется реакция системы на изменение входных сигналов.

Длительность переходных процессов определяется зоной статической ошибки-

k-коэффициент усиления САУ

3 Быстродействие системы- определяется промежутком времени от начала действия входного сигнала до момента первого пересечения линии y_уст , определяет чувствительность системы

4 Собственная частота колебаний системы

Т- постоянная времени судна