2020-05-12
947
Принцип регулирования по возмущению (компенсации)
а)
б)
Рис. 2.2. Принцип регулирования по возмущению (компенсации)
Состоит в том, что из различных возмущений, действующих в системе, выбирается одно главное, на которое реагирует САР. В этом случае компенсируется внешнее влияние на регулируемый параметр только основного возмущающего воздействия, и управляющее воздействие вырабатывается в системе в зависимости от результатов изменения основного возмущения, действующего на объект.
Недостатки:
Применение ограничено объектами, характеристики которых известны.
Поскольку система, по сути, разомкнутая, появляются отклонения управляемой величины с изменением характеристик объекта и элементов системы
Устраняются воздействия, по которым созданы компенсационные каналы.
Принцип регулирования по отклонению
Рис. 2.3 Принцип регулирования по отклонению
Достоинства:
1) Уменьшает отклонение регулируемой величины не зависимо от факторов, вызвавших это отклонение.
|
|
|
2) Менее чувствителен к изменениям параметров элементов системы по сравнению с разомкнутыми системами.
Недостатки:
1)В простых одноконтурных системах нельзя достичь абсолютной инверсности.
2) Возникает проблема устойчивости.
Управляющее (регулирующее) воздействие вырабатывается на основании разности регулируемой и задаваемой величин. Единственным образом заданная связь называется главной. Регулируемый параметр через главную обратную связь подается на вход регулятора с обратным знаком по отношению к q(t). Поэтому главная связь считается отрицательной.
Отрицательная черта замкнутой системы ее универсальность. Любое отклонение регулируемого параметра от заданного значения вызывает появление управляющего воздействия независимо от числа, вида и места приложения возмущений.
В системах, работающих по принципу отклонения для формирования управляющего воздействия необходимо наличие ошибки. Само по себе это является недостатком, так как именно ошибку требуется изменить регулятором. При управлении сложными инерционными объектами, когда управляющее воздействие не может вызвать мгновенного изменения регулируемого параметра, возникающая ошибка может иметь недопустимо большое значение.
Комбинированное регулирование
Каждый из рассмотренных выше примеров имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому для создания автоматических систем высокой точности обычно используют принцип комбинированного регулирования, сочетающий в себе оба принципа.
 |
Рис. 2.4. Комбинированное управление
|
|
|
В комбинированной системе внешнее воздействие компенсируется регулирующим воздействием в соответствии с его изменением, а воздействие по отклонению используется для устранения погрешностей, возникающих в результате неточности регулирования.
Принцип адаптации
Принципы адаптации (приспособление) используется в самонастраивающихся САР. Особенностью их является то, что они автоматически приспосабливаются к изменяющимся условиям работы и автоматически выбирают оптимальный закон регулирования. Рассмотренные ранее САР с неизменной настройкой регулируемого параметра, в которых процесс регулирования сводится к ликвидации отклонения, не могут обеспечить нормальную работу объекта регулирования, если его статические и динамические характеристики изменяются во времени. В таких случаях необходимо изменить или настройки регулятора, или характеристики и параметры отдельных элементов системы, или схему элементов, или даже вводить в действие новые элементы.
Классификация систем автоматического управления
А. По принципу действия:
1) разомкнутые;
2) замкнутые (с обратной связью);
3) комбинированные (сочетают регулирование по отклонению с регулированием по внешнему воздействию).
Б. По цели управления:
1) системы автоматического регулирования (САР) – цель управления состоит в возможно более точном воспроизведении регулируемой переменной y(t) закона изменения задающего воздействия yз(t);
САР в зависимости от вида функции yз(t)делятся на:
а) системы стабилизации, или системы поддержания постоянства регулируемой величины; в них yз(t)= const;
б) следящие системы, в них yз(t) изменяется по произвольному, заранее не известному закону; в этих системах регулируемая переменная, как правило, имеет смысл линейного или углового перемещения;
в) системы программного управления - в них yз(t) изменяется по произвольному, но известному закону.
Для всех трех типов САР цель управления может быть сформулирована одинаково в терминах ошибки регулирования: она должна быть как можно меньше по абсолютному значению и как можно быстрее затухать; пример ЦУ: 
2) (не для запоминания) САУ других типов (обычно более сложные), например:
а) адаптивные системы – в них цель управления, характерная для САР, должна достигаться в условиях изменения или априорной неопределенности значений параметров или внешних возмущений из заданного класса, причем недостаток априорной информации об этих факторах восполняется в процессе функционирования системы;
б) оптимальные системы – обеспечивают экстремум некоторого показателя качества;
в) системы терминального управления – обеспечивают достижение заданного состояния в заданный момент времени.
В. По классу уравнений, описывающих систему:
1) линейные и нелинейные САУ; в линейной системе все элементы описываются линейными уравнениями (дифференциальными, алгебраическими и др.); уравнение линейно, если для него выполняется принцип суперпозиции, предполагающий наличие свойств однородности и аддитивности как по входным воздействиям, так и по начальным условиям.
Как линейные, так и нелинейные системы бывают:
3) стационарные и нестационарные (уравнения с постоянными или зависящими от времени коэффициентами);
4) с сосредоточенными и распределенными параметрами (дифференциальные уравнения обыкновенные и с частными производными);
5) системы с запаздыванием (уравнения с запаздывающим аргументом);
6) дискретные системы (разностные уравнения);
7) статические и динамические системы (алгебраические или дифференциальные, возможно вместе с алгебраическими, уравнения).
Г. По характеру преобразования переменных в элементах системы:
1) непрерывные системы – в них в каждом, i-м, звене при непрерывном изменении входной переменной ui(t) выходная yi(t) изменяется также непрерывно;
|
|
|
2) релейные системы – в них хотя бы в одном элементе при непрерывном изменении ui(t) выход yi(t) изменяется скачком;
3) дискретные системы – в их элементах значение выхода yi(t) зависит от значений входа ui(t) в дискретные моменты времени t = kT, k = 1, 2,…; при этом выход дискретного элемента имеет вид последовательности импульсов;
дискретные системы делятся на:
а) импульсные (в них имеется квантование по времени) и
б) цифровые, или системы с ЭВМ (квантование по времени и по уровню).
