Примеры простейших сау

Техническую систему можно считать САУ, если она удовлетворяет следующей функциональной схеме.

Система автоматического управления – техническая система, работающая без участия человека.

При этом обязательно должна существовать цель управления.

Блоки:

УУ – устройство управления;

ОУ – объект управления.

Сигналы:

z – задающее воздействие;

u – управляющее воздействие(управление);

х – регулируемый выход;

f – возмущающее воздействие.

1.

Объект управления – резервуар жидкости.

Устройство управления – поплавковая система (поплавок + игольчатый клапан + крепление)

Сигналы:

х – регулируемый выход – уровень жидкости в баке;

z – задающее воздействие – длина игольчатого клапана;

u – управление – поступающая жидкость;

f – возмущение – отбираемая жидкость.

Функция выхода имеет вид:

Цель управления: поддержание уровня жидкости на требуемом значении.

Вывод: данная техническая система является системой автоматического управления.

2.

Объект управления: турбина (генератор + турбина).

Устройство управления: центробежный регулятор в сборке с заслонкой.

Цель управления: поддержение скорости вращения вала турбины (генератора) на заданном значении (уровне).

Сигналы:

х – регулируемый выход: частота вращения вала генератора;

z – задающее воздействие: масса шаров и длина шарниров;

f – возмущение: нагрузка на валу привода (генератора, турбины), например, электрической..

Для плавности используются: пружины Демфера.

Данная техническая система САУ.

Центробежное устройство с заслонкой позволяющее регулировать угловую скорость. – Регулятор Уата.

Основные принципы и схемы управления. Задачи тау и классификация сау

Рассмотрим следующие блоки из которых состоит система уравнений.

СрУп – средство управления;

ВС – внешняя среда;

ОУ – объект управления;

СУ – система управления как совокупность СрУп и ОУ.

Системы управления могут быть построены по 2-м основным принципам работы.

1.Работающий по разомкнутому циклу.

З – задающее устройство осуществляющее отдельное формирование программы работы системы управления.

Состав СрУп имеются измерители и компенсаторы действия внешней среды.

Программа работы СУ может включать: программную компенсацию внешней среды, а также компенсацию внешней среды основанную на измерении параметров внешней среды.

Недостатком таких систем является то, что вход системы не контролируют её выход.

2.Работающий по замкнотому циклу.

ε – ошибка в САУ (ошибка исполнения);

СрУп – средства управления, выражают воздействие на объект ОУ по ошибке исполнения ε.

Управление осуществляется с непрерывным контролем результата.

В случае наличия связи α возможно управление с дополнительной компенсацией внешней среды.

Связь в называется главной обратной связью ( отрицательная связь).

+ - сумматор сигнала.

Практически все современные САУ работают по замкнутому циклу.

По виду сигналов задающие устройства “z” , различают 3 главных типа систем управления:

1)системы собственного регулирования (системы стабилизации) z = const.

2)системы программного регулирования (z – заданная функция от времени).

3)следящие системы (z - заранее неизвестная функция времени).

Следящая система (наиболее распространенная), в составе средств управления(СРУ) нет непосредственно блока z, а есть измеритель ошибки между требуемым сигналом и реальным(сумматор).

Система управления может представлять собой совокупность сложных технологических устройств с четко разделенными функциями.

Вместе с тем могут быть системы управления устроеннные весьма примитивно, так , что СрУп в одном устройстве объеденяет все функции, поэтому продолжая классификацию будем говорить о системах:

1.Непрямого регулирования.

2.Прямого регулирования.

Например: регуляторы Уата и Ползунова относятся к системам прямого регулирования, а электродвигатель промышленная раота к системам непрямого регулирования.

В общем случае системы непрямого регулирования могут быть описаны следующей функциональной схемой.

УИ – устройство измерений;

УП – устройство преобразования;

ФСУ – устройство формировани сигнала управления;

ИсУ – исполнительное устройство.

УИ измеряет фактические значения регулируемых перемещаемых объектов управления (гироскоп, тахометров…).

УП необходимо для сопряжения выхода измерительного устройства с последующими устройствами.

ФСУ формирует требуемый закон управления.

ИсУ приводит в движение ограничение управление объекта.

Так как реальная система САУ требует для своего функцирнального определения настройки параметров, то в сложных условиях эксплуатации может возникать необходимость перенастройки системы, поэтому различают системы:

1.С неизменной настройкой (обычные).

2.С изменяющейся настройкой а зависимости от режимов эксплуатации и свойств внешней среды.( адаптивные ).

СрУп адаптивных систем в своём составе содержат дополнительные устройства, реагирующие на составляющие объекта ОУ и ВС и изменяющие по заложенным принципам настройку системы.

Адаптивные системы:

1)экстремального регулирования;

2)самонастраивающиеся;

3)самоорганизующие.

Классификация по математическим моделям

1)линейные системы;

2)нелинейные системы;

3)непрерывные;

4)дискретные;

5)вероятностные (стохастические);

6)с сосредоточенными параметрами;

7)с распределенными параметрами;

8)непрерывно-дискретные.