Основные принципы регулирования. Принцип компенсации

В основе алгоритма упр-ния заложены 3 фундаментальных принципа:

1) Принцип разомкнутого управления;

2) Принцип обратной связи;

3) Принцип компенсации (регулирование по возмущению);

3) Принцип компенсации (регулирование по возмущению):

e_f = F(g,f)

g = F₁(f) e_f = 0 – в установившемся режиме по принципу компенсации (отклонение должно отсутствовать)    

При сравнении системы регулирования по возмущению с системой управления, то 1-ая отличается большей устойчивостью и быстродействием от 2-ой системы. Недостаток: возможно компенсировать только те возмущения, которые мы можем измерить

6.Регулирование по возмущению и комбинированное регулирование

7) Классификация САУ. Системы стабилизации

САУ в зависимости от характера управляющего воздействия делится на 3 класса:

· система стабилизации;

· система программного регулирования;

· следящая система;

1). В процессе работы системы стабилизации управляющее воздействие остается величиной постоянной. Основной задачей системы остается поддержание на постоянном уровне с допустимой ошибкой величины независимо от действующих возмущений.

Отклонение регулируемой величины явл-ся хар-ным для систем стабилизации и позволяет дать качественную оценку систем этого класса.

e = X₂(t₂) – X₁(t₁) 

Система стабилизации явл-ся различного рода САУ, преднозначенные для регулирования скорости, напряжения, давления и т.д.

8).Классификация САУ. Системы программного управления.

Классификация САУ.

САУ в зависимости от характера управляющего воздействия делится на 3 класса:

· система стабилизации;

· система программного регулирования;

· следящая система;

2). система программного регулирования.

Управляющее воздействие изм-ся по заранее установленному закону. Системы программного управления явл-ся системами воспроизведения. В этих системах основной задачей явл-ся по возможности более точное воспроизведение управляющего воздействия на выходе в виде соответствующих изменений управляемой величины. О точности упр-ющего воздействия системы судят по величине ошибки, к-рая определяется как разность м/у управляющим воздействием и регулируемой величиной в данный момент времени.

e = g(t₁) – X(t₁) – ошибка в момент времени t₁.

Системой программного управления может служить любая копировальная система.

 

9) Классификация САУ. Следящие системы.

Следящая система. Управляющее воздействие явл-ся величиной переменной, матем. Описание его во времени не может быть установлено, т.е. неизвестен источник сигнала. Т.к. следящая система предназначена для воспроизведения на выходе управляющего воздействия с возможно большей точностью, то ошибка явл-ся характерной, по которой можно судить о динамических св-вах следящих систем.Ошибка в следящей системе – это сигнал, в зависимости от величины которого осуществляется управление исполнительного устройства объекта.

10)  САР непрерывно импульсного и релейного действия.

 В зависимости от вида сигнала различаются непрерывные, релейные (нелинейные) и импульсные САР. Особенностью непрерывной САР явл-ся то, что во всех элементах системы входные и выходные сигналы непрерывны. К числу непр-ных систем относятся системы с гармонической циркуляцией. При этом для передачи могут исп-ся амплитудное модулирование, частотное мод-е и фазовое мод-е колебаний.

 Если структуре САР имеется хотя бы один элемент с нелинейной характеристикой, то такя система наз-ся релейной.

 

11) Требования, предъявляемые к динамическим свойствам САУ

Изменение неизменной величины во времени определяет переходный процесс и представляет собой динамическую характеристику по которой можно судить о качестве работы системы. Чтобы качественно выполнять задачу регулирования в различных условиях система должна обладать определенным запасом устойчивости, а также точн., кач.

12) Математическое описание линейных САР.

Исследование САР и ееэлементов связаны с изучением процессов в этих САР или ее элементов. Математическая формулировка этих законов определяет уравнение которое может быть положено на основе анализа. Эти ур-я линейные с диф-ми постоянными коэф-ми; лине-е дифер-е с переменными коэф-ми; нелинейные ур-я и алгебраические ур-я.

Любая САр состоит изсвязана м/у собой элементамипоэтому диф ур-е можшо получить состовляя уравнения отдельных элементов

13) Передаточная функция звена.

Ее определение дается на основе преобразования Лапласа. Рассмотрим динамическое звено (рис.2.4), описываемое дифференциальным уравнением

Рис. 2.4

 

. (2.22)

Или в символической записи

с начальными условиями:

Тогда

Применив преобразование Лапласа к уравнению (2.22), получим

, (2.23)

где через B(S) обозначен многочлен, включающий в себя все члены с величинами начальных условий.

При нулевых начальных условиях В(S) =0.

В этом случае динамические свойства звена характеризуются передаточной функ­цией

, (2.24)

Определение. Передаточной функцией звена W(S) называется отношение изображений Лапласа выходной и входной величин при нулевых начальных условиях.

В общем случае уравнение звена или последовательности звеньев, после исключения промежуточных переменных, можно представить в виде

(2.25)
где xвх (t) - входная величина; xвых (t) - выходная величина.

Правая часть уравнения (2.25) характеризует воздействие, поданное на вход. Левая часть, приравненная к нулю, характеризует свойства самого звена, его свободное движение. Порядок уравнения определяет число степеней свободы звена.

14) Передаточная функция системы, соединенных между собой звеньев.

Передаточная функция системы – отношение преобразования Лапласа выходного сигнала к преобразованию Лапласа входного сигнала при нулевых нач. условиях.

Ф(s)=X(s)/G(s), s=p – показатель дифференцирования

15) Структурные схемы и их преобразование. Последовательное соединение звеньев.

 Структурная схема САУ в простейшем случае строится из элементарных динамических звеньев. Но несколько элементарных звеньев могут быть заменены одним звеном со сложной передаточной функцией. Для этого существуют правила эквивалентного преобразования структурных схем.

1. Последовательное соединение (рис.28) - выходная величина предшествующего звена подается на вход последующего.

2. Параллельно - согласное соединение (рис.29) - на вход каждого звена подается один и тот же сигнал, а выходные сигналы складываются.

3. Параллельно - встречное соединение (рис. 30а) - звено охвачено положительной или отрицательной обратной связью.

4. При переносе сумматора через звено по ходу сигнала необходимо добавить звено с передаточной функцией того звена, через которое переносится сумматор. Если сумматор переносится против хода сигнала, то добавляется звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции звена, через которое переносим сумматор.

5. При переносе узла через звено по ходу сигнала добавляется звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции звена, через которое переносим узел. Если узел переносится против хода сигнала, то добавляется звено с передаточной функцией звена, через которое переносится узел.

6. Взаимные перестановки узлов и сумматоров: узлы можно менять местами; сумматоры тоже можно менять местами, но при переносе узла через сумматор необходимо добавить сравнивающий элемент.

Последовательное соединение (рис.28) - выходная величина предшествующего звена подается на вход последующего. При этом можно записать:

y₁ = W₁ y_o; y₂ = W₂ y₁;...; y_n = W_n y_{n - 1} = >

y_n = W₁ W₂.....W_n.y_o = W_экв y_o,

где .

То есть цепочка последовательно соединенных звеньев преобразуется в эквивалентное звено с передаточной функцией, равной произведению передаточных функций отдельных звеньев.

То есть цепочка последовательно соединенных звеньев преобразуется в эквивалентное звено с передаточной функцией, равной произведению передаточных функций отдельных звеньев.