Общие сведения. Теория автоматического управления (ТАУ) – это наука по управлению процессами

Теория автоматического управления (ТАУ) – это наука по управлению процессами. Управлять процессом – значит придать ему желаемое качество в установившихся режимах и в переходных процессах. В ТАУ вводятся понятия САУ и САР.

САУ – это система автоматического управления, в которой система сама, без участия человека, обеспечивает желаемое качество процессов в статике и в динамике. Статика – это установившиеся режимы. Динамика – это переходные процессы

САР - это система автоматического регулирования некоторой переменной. Здесь для качественного управления требуется участие человека.

САУ строятся по разным принципам и могут иметь разное функциональное назначение:

1-разомкнутые и замкнутые системы

2-системы стабилизации нужной переменной и следящие системы.

3-системы с регулированием по отклонению и с комбинированным управлением.

4-системы построенные по принципу подчиненного регулирования и по модальному принципу.

5-системы с программным управлением

6-адаптивные системы или самонастраивающиеся системы.

7-системы со скалярным и с векторным управлением.

8. системы с прямым цифровым управлением

Этот список можно продолжать дальше.

Отмеченные системы широко используются в технических системах. Имеются системы, в которых переменные носят информационный характер. Такие системы выделены в специальную область - кибернетику.

САУ можно представить в виде “чёрного ящика” (рис. 1), у которого имеется управляющий вход (х), возмущающий вход (f) и выход (y).

В состав САУ обычно входят как минимум два элемента: объект и регулятор.

Объект – это то, чем нужно управлять. Регулятор – это элемент, придающий объекту желаемое качество процессов.

Раскроем внутреннее содержание “чёрного ящика” на примере с регулируемым электроприводом (рис. 2.)

Здесь имеются: объект и регулятор Р. В состав объекта входят: двигатель (М), преобразователь (П) и тахогенератор (ТГ). Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, которая совершает полезную работу. Преобразователь формирует форму и регулирует уровень напряжения подводимого к двигателю. Регулятор придаёт системе желаемое качество процессов. Система замкнутая, имеется отрицательная обратная связь по скорости. Нужная скорость задаётся внешним управляющим сигналом . Тахогенератор измеряет скорость двигателя.