Методы описания объектов

Лекция 6. Объекты управления

Передаточные функции разомкнутых и замкнутых систем

По приведенной на рис.5.2 схеме можно определить все передаточные функции системы.

Передаточная функция разомкнутой системы W_p(p) = W₁W₂W_oc = y_oc(p)/g(р).

Передаточная функция замкнутой системы по:

задающему воздействию Ф_g (p) = y_g(p)/g(t) = W1W₂/(1 + W_p), возмущающему воздействию Ф_f(p) = y_f(p)/f(p) = W₂//(1 + W_p), ошибке для задающего воздействия Ф_Dg(p) = D_g(p)/g(p) = 1/(1 + W_p), ошибке для возмущающего воздействия Ф_Df(p) = D_f(p)/f(p) = W₂W_oc/(1 + W_p).

Объекты регулирования являются теми основными динамическими элементами систем, в которых с помощью регуляторов должны поддерживаться заданные режимы работы. К ним относятся различные машины и установки, управляемые регулирующими органами. Обычно регулирующие органы представляют собой часть объекта, например, в паровых машинах — вентили, в самолетах — рули, в турбинах — направляющие водяного потока, в химических реакторах - поворотные заслонки, в электрических двигателях — обмотки якоря или статора.

Объекты регулирования имеют самую различную физическую природу и их поведение может быть описано несколькими методами: в виде принципиальных схем и блок-схем, дополненных поясняющими словами и фразами; логическими зависимостями вбулевой форме; экспериментально определенными кривыми или таблицами; математическими зависимостями в виде дифференциальных или разностных уравнений.

Каждый из этих методов имеет определенные преимущества и недостатки.

Описание объектов с помощью принципиальных схем и блок-схем со словесными пояснениями имеет большую наглядность и удобно для понимания. Однако, этот метод не является однозначным и малопригоден для определения обобщенных соотношений между переменными. Поэтому он находит ограниченное применение при количественных расчетах систем автоматического регулирования.

Логические зависимости характеризуются хорошей описательной способностью объектов, являются однозначными и широко применяются при составлении программ для ЦВМ. При аналитических способах проектирования эти методы практически не используются.

Описание объектов с помощью экспериментально найденных кривых и таблиц обеспечивает высокую достоверность полученных данных, однако непосредственно при проектировании не применяется ввиду громоздкости представления и трудности получения обобщенных математических зависимостей. Для их определения обычно используются способы регрессного анализа.

Методы описания объектов в виде дифференциальных и разностных уравнений, хотя и имеют меньшую наглядность, но позволяют получать обобщенные зависимости, характеризующие поведение объектов в статических и динамических режимах. Этот метод нашел самое широкое применена при проектировании систем автоматического регулирования аналитическим способами или с помощью цифрового и аналогового моделирования.