Разомкнутые и замкнутые системы САУ

В схеме САУ, изображенной на рисунке 1 на управляющее устройство поступают три вида информации: информация о величине X, определяющей состояние объекта, информация о величине Х3, задающей цель управления, информация от F – возмущениях, нарушающих режим работы объекта.

Рисунок 1

Однако возможны САУ, в которых используется лишь часть перечисленной информации. При этом в зависимости от видов используемой управляющим устройством информации различают два основных типа САУ – разомкнутые системы и замкнутые системы.

В р а з о м к н у т ы х САУ выходная величина объекта X не измеряется, т. е. нет  контроля за состоянием объекта.

Возможны разомкнутые САУ, в которых управляющее устройство измеряет только одно задающее воздействие Х3, одно возмущение F и,наконец, оба эти сигнала одновременно.

В первом варианте разомкнутой САУ управление осуществляется по з а д а ю щ е м у  в о з д е й с т в и ю: поступающие извне команды Х3 приводят путем изменения управляющего воздействия U к соответствующему изменению выходной величины объекта X. Точность обеспечиваемого при этом соответствия между X и Х3 целиком определяется постоянством параметров системы и возмущений и никак не контролируется.

Практически такие системы пригодны лишь при достаточно высокой стабильности указанных выше условий работы системы и невысоких требованиях к точности.

Примером системы этого типа служит разомкнутая система программного управления напряжением синхронного генератора, изображенная на рисунке 2

 

Рисунок 2- Разомкнутая система программного управления генератора

Системы управления напряжением синхронного генератора: разомкнутая система компенсации влияния нагрузки представлена на рисунке3

Рисунок 3. Системы управления напряжением синхронного генератора разомкнутая система компенсации влияния нагрузки

 

В замкнутых САУ на вход управляющего устройства подаются задающее воздействие Х3 и выходная величина объекта X. Исходя из величины Х3, управляющее устройство определяет соответствующее требуемое значение X и, имея информацию о текущем значении X, обеспечивает необходимое соответствие между X и Х3 путем воздействия на объект.

В такой САУ управляющее устройство стремится ликвидировать все отклонения X от его значения, определяемого заданием Х3, независимо от причин, вызвавших эти отклонения, включая любые возмущения, внешние и внутренние помехи, а также изменения параметров системы.

САУ такого типа представляют собой з а м к н у т ы й к о н т у р, образованный объектом и управляющим устройством. При этом управляющее устройство создает о б р а т н у ю с в я з ь вокруг объекта, связывая его выход со входом.

 Замкнутые САУ называются с и с т е м а м и  с  о б р а т н о й с в я з ь ю  и л и   с и с т е м а м и  у п р а в л е н и я  п о  о т к л о н е н и ю.

Эти системы могут обеспечить принципиально неограниченную точность управления и представляют собой основной тип САУ.

Пример Системы управления напряжением синхронного генератора замкнутая система управления по отклонению представлена на рисунке 4

 

Рисунок 4. Замкнутая система управления по отклонению управления напряжением синхронного генератора

К о м б и н и р о в а н н ы е САУ представляют собой объединение в одну систему замкнутой системы управления по отклонению и разомкнутой системы управления по внешнему воздействию.

Добавление к замкнутой системе управления разомкнутой системы компенсации влияния на выходную величину объекта какого-либо возмущения облегчает задачу замкнутой САУ и тем самым позволяет упростить ее и повысить точность управления. Лучшее качество управления в комбинированных системах объясняется тем, что в них наиболее полно используется информация об объекте и внешней ситуации.

Пример Комбинированная система управления отклонению с компенсацией влияния нагрузки представлена на рисунке 5

Рисунок 5

Объектом управления здесь является синхронный генератор Г, вращаемый с постоянной скоростью двигателем Д: Выходная величина объекта – напряжение генератора – определяется напряжением возбуждения, подаваемым на обмотку возбуждения генератора ОВ от устройства задания графика напряжения УЗГ. Последнее является управляющим устройством. Напряжение возбуждения автоматически изменяется во времени в соответствии с заложенной в УЗГ программой, обеспечивая соответствующее изменение напряжения генератора.