1.3.2. Принцип компенсации

Принцип компенсации используется при наличии на объекте управления контролируемых входных переменных v(t). В этом случае для повышения точности функционирования САУ вводятся коррективы в алгоритм управления по результатам измерения с целью компенсации нежелательных отклонений управляемой переменной y(t), вызванных отклонениями v(t). Поэтому этот принцип и называется принципом компенсации.

Схема САУ, реализующей принцип компенсации приведена на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Схема САУ, реализующей принцип компенсации

где ЗУ – задающее устройство, формирующее задающие воздействия y*(t), определяющие характер изменения целевой переменной y(t); К – компенсатор, алгоритм функционирования которого

(1.1)

разрабатывается таким образом, чтобы в установившемся режиме отклонение y(t), обусловленное изменением v(t) отсутствовало. Для этого в устройстве управления алгоритм управления формирует управляющее воздействие u(t) c учетом как задающего воздействия y*(t), так и сигнала с компенсатора (t), т.е.

(1.2)

или при объединении устройства управления и компенсатора в одном устройстве

. (1.3)

Достоинство – высокое быстродействие за счет учета нежелательных изменений входных воздействий при выработке управляющих воздействий.

Недостаток – низкая точность из-за трудности (невозможности или нецелесообразности) измерения всех входных воздействий.

САУ, реализующие принцип управления по возмущению называются разомкнутыми системами управления.

1.3.3. Принцип обратной связи

Этот принцип управления является одним из наиболее ранних и широко используемых. Его сущность состоит в том, что величина управляющего воздействия вырабатывается в зависимости от величины отклонения целевой переменной y(t) от задающего воздействия y*(t). Структура САУ с обратной связью приведена на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Схема САУ, реализующей принцип обратной связи

где УС – устройство сравнения, сигнал на выходе которого

, (1.4)

является отклонением y(t) от y*(t); Р – управляющее устройство, вырабатывающее управляющее воздействие в зависимости от величины отклонения (t), т.е.

. (1.5)

При этом функционал U[] должен быть неубывающим и одного знака с (t). При выработке управляющих воздействий по выражению (1.5) учитывается не только величина отклонения (t), но и ее производные и интеграл, т.е.

. (1.6)

Так как управление в отклонениях от задающего воздействия называется регулированием, то устройство управления называется регулятором, а закон управления (1.6) – законом регулирования. САУ с обратной связью называются системами автоматического регулирования (САР). Так как схема САУ с обратной связью имеет вид замкнутой цепи, то они называются замкнутыми системами управления, т.е. САР являются замкнутыми системами.

Достоинство – высокая точность из-за полной компенсации отклонения выходной переменной независимо от того, все ли входные переменные контролируются.

Недостаток – низкое быстродействие по сравнению с САУ на основе принципа компенсации.