Рисунок 1 – Примеры конфигурации СУ для ГПМ
|
Рисунок 2 - Примеры конфигурации СУ для ГПМ
I. Разновидности СУ. Управление разомкнутое и замкнутое. Регулирование.
Чтобы перейти к рассматриваемым вопросам дадим следующие дополнительные определения.
Автоматическое устройство – это часть системы автоматики, состоящая из отдельных элементов, которые могут выполнять функцию управления, контроля за ходом процесса и регулирования в соответствии с заданными условиями, освобождающие человека от данных функций.
Автоматическая система – это управляющее устройство и объект управления, действующие в автоматическом режиме. В зависимости от выполняемых функций такие системы подразделяются на 2 вида (САУ и САР).
Воздействие - любой фактор оказывающий влияние на состояние объекта управления (либо процесс, либо работающее устройство).
Воздействия подразделяются на 2 вида:
ü Управляющее воздействие U(u1; u2; …;ui)
ü Возмущающее воздействие Z(z1; z2;…;zi)
Входной сигнал X(x1;x2;…;xi) – возмущающие или управляющие воздействия, подаваемые на вход данного элемента или целой системы.
Выходной сигнал Y(y1;y2;…;yi) – управляемы параметры изменение, которых является следствием воздействия входных сигналов.
На рисунке 3 показано графическое обозначение элемента автоматики
|
Рисунок 3 – Графическое обозначение элемента автоматики
Y=f(X) – функция управления
На рисунке 4 показана упрощенная схема автоматической системы управления.
|
Рисунок 4 – Автоматическая система управления
Разновидности систем управления.
1. По характеру порядка функционирования
ü Системы стабилизации – они предназначены для поддержания заданного значения управляемой величины.
ü Системы программного управления - обеспечивают изменение заданного параметра во времени по заданной программе.
ü Адаптивные системы управления – позволяют управлять объектом или процессом в зависимости от накопления текущей информации, поступающей в СУ, как об изменении управляемого параметра, так и информации об изменении внешних условий (Пример: непостоянство механических свойств заготовки по длине обрабатываемой детали).
|
ИМ – исполнительный механизм 9 осуществляет малые поднастроечные перемещения 4;
УС – устройство синтеза требуемых поднастроек;
УОВВ – устройство оценки внешних воздействий;
УОП – устройство оценки процессов обработки (датчики);
ОС – обратная связь.
Рисунок 5 - Адаптивная система управления
1. По принципу управления
ü Управление по отклонению управляемой величины от заданного значения (замкнутые системы управления)
|
Рисунок 6 – Замкнутая система управления
U(t)=f[Y(t)-X(t)]=f[DX(t) (1)
Характерным признаком таких систем является наличие обратной связи.
Достоинством таких систем является:
- Большая универсальность т.к. они могут применяться для любых видов управляемых величин;
- Высокая эффективность работы таких систем (точность работы системы по заданным параметрам)
ü Управление по возмущению
|
Рисунок 7 – Управление по возмущению
U(t)=f[z(t)] (2)
Особенность таких систем состоит в том, что устройства работают по принципу компенсации внешних воздействий Z, причем управляющее воздействие вырабатывается в соответствии с результатом измерения возмущающего воздействия.
Достоинство:
- Система является разомкнутой т.к. нет обратной связи, поэтому отличается высоким быстродействием и простотой по сравнению с предыдущей.
Недостаток:
- Плохая избирательность т.к. не все внешние воздействия могут быть измерены с достаточной точностью.
1. По свойствам в установившемся режиме
ü Статические –когда ошибка срабатывания системы устанавливается на постоянном уровне.
ü Астатические системы - когда на выходе системы имеется некоторая погрешность DY(t) не являющаяся постоянной
1. По числу контуров регулирования
ü Одноконтурные
ü Многоконтурные
I. Системы автоматизированного регулирования и разновидности.
К разновидностям САР в зависимости от назначения мы относим следующие виды:
1. Стабилизирующие САР, их назначение – поддержание заданного параметра автоматически в заданных пределах (регулирование температуры в сушильной камере, смотри рисунок 8). С момента времени t = 0 и до t1 система поддерживает температуру q1, в момент t1 система перестраивается на q2, которое обеспечивается до момента времени t2.
2. Системы авторегулирования параметра во времени и по заданному закону изменения (программные САР смотри рисунок 9). Данные САР являются более сложными, и применяются в наиболее ответственных случаях и наиболее сложных производственных процессах.
В системах САУ и САР а так же в схемах управления оборудованием широкое применение находит отдельный класс устройств называющихся “датчики”.
|
(q°С)
q2
q1
t1 t2 t, час
Рисунок 9 –График работы стабилизирующей САР
|
q3
q2
q1
q4
t1 t2 t3 t4 t, час
Рисунок 10 – График работы системы автоматического регулирования