Основы автоматического регулирования

В этой главе рассматривается основная часть теории автоматического управления – основы автоматического регулирования.

Автоматическим регулированием называется поддержание постоянной некоторой заданной величины, характеризующей процесс, или изменение ее по заданному закону, осуществляемое с помощью измерения состояния объекта при действующих на него возмущениях и воздействия на регулирующий орган объекта.

Системой автоматического регулирования (САР) называется замкнутая динамическая система, в которой поддерживается постоянное значение одной или нескольких величин, характеризующих протекание какого-либо процесса в течение длительного времени при произвольно меняющихся внешних возмущающих факторах.

Каждый автоматический регулятор, работая на конкретном объекте, образует с ним систему (контур) регулирования. Таким образом, система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и автоматического регулятора.

В процессе регулирования регулятор и объект регулирования взаимосвязаны и, следовательно, качество регулирования зависит как от свойств данного объекта, так и от свойств и характеристики применяемого регулятора и регулирующего органа.

Рассмотрим функциональную схему (рис.5.) замкнутой системы автоматического регулирования (одноконтурную).

Состояние объекта характеризуется выходным или регулируемым значением Х. От автоматического регулятора через регулирующий орган на вход объекта поступает управляющее воздействие Y. К объекту приложено также внешнее возмущающее воздействие F, которое изменяет состояние объекта и вызывает необходимость регулирования. На вход регулирующего устройства регулятора от задатчика подается задающее воздействие X_з, содержащее информацию о требуемом значении X, то есть о цели управления.

Регулирующее устройство перерабатывает получаемую через измерительное и преобразующее устройства (датчики и усилители) информацию по определенному заложенному в нем алгоритму (закону) регулирования и через исполнительный механизм (например, электродвигатель) воздействует на объект с помощью регулируемого органа (задвижки, клапана).

Рис.5. Функциональная схема замкнутой системы автоматического регулирования