Основные понятия. Объект управления (ОУ) в ТАУ – это устройство, машина или процесс и ДР. , которые характеризуются некоторыми физическими величинами

Объект управления (ОУ) в ТАУ – это устройство, машина или процесс и др., которые характеризуются некоторыми физическими величинами. Эти величины могут быть измерены. Объект управления способен воспринимать внешние воздействия и реагировать на них изменением значений выходных величин.

Объектами управления в технике могут быть машины, механизмы, электромеханические устройства, более простые САР и др.

Рис. 1 Обозначение объекта управления (ОУ) на функциональной схеме: x(t) – воздействие на объект; y(t) – реакция объекта.

С точки зрения ТАУ не так важно, из каких физических элементов состоит объект управления (ОУ), куда важнее знать, как объект реагирует на внешние воздействия.

Различают статический и динамический режимы работы объекта или системы управления. В статике все сигналы (воздействия и реакции) постоянны, инерционность элементов САР не проявляется. В динамике воздействия, а следовательно и отклики, реакции объектов и систем, изменяются, что приводит к проявлению инерционных свойств объектов.

Статическая характеристика – зависимость выходной величины объекта у_вых, т.е. величины характеризующей объект управления, от величины подаваемого на его вход воздействия х_вх, при условии, что подаваемое воздействие постоянно, т.е. х_вх = const.

При малых изменениях воздействий, как правило, любой объект является линейным, т.е. малые изменения воздействий приводят к малым изменениям реакций, пропорциональным изменению воздействий.

Рис. 2 Примеры статических характеристик объектов управления. 1 – линейная характеристика; 2,3 – нелинейные характеристики

Характеристики объекта:

· диапазон линейности статической характеристики;

· быстродействие – определяется инерционностью объекта;

· чувствительность (крутизна статической характеристики)

Свойства объекта:

· способность к усилению

· способность к накоплению

· прогнозируемость

· инерционность

· колебательность

· способность терять устойчивость

· запаздывание

· нелинейность

Функциональная схема состоит из блоков соответствующих функциональным, физически существующим элементам объектов, а стрелки указывают на направление передачи энергии между ними.

Пример:

Рис. 3 Пример функциональной схемы. Г – генератор; ТП – тиристорный преобразователь; ДПТ – двигатель постоянного тока; М_с – момент сопротивления на валу двигателя; u_я – напряжение на якорной обмотке; n – частота вращения вала двигателя.

Структурная (структурно-алгоритмическая) схема – состоит из звеньев, соответствующих математическим операциям преобразования сигналов; стрелки между блоками указывают направление передачи информации (сигналов).

Пример:

Рис. 4 Фрагмент структурной схемы. Показаны сумматор, пропорциональное звено и интегратор.

Замечание: в структурной схеме в блок может входить только одна стрелка, за исключением сумматора и перемножителя сигналов.

Примечание. Функциональная схема объекта единственна и может отличаться лишь глубиной, подробностью отображения элементов объекта. Структурных схем для одного и того же объекта может быть составлено несколько разных, причем все они будут эквивалентны между собой. Структурная схема – это особого вида математическая модель объекта или системы управления.