Тема 1. Фундаментальные принципы управления

1. Принципы разомкнутого управления

Если возмущения малы

Если тогда

- управляющее воздействие на объект формируется только на основании алгоритма функционирования (заданного поведения объекта).

Рис.4

1 – задатчик . Формирует заданное поведение объекта

2 – управляющее устройство (УУ). Реализует объект и )

Схема имеет вид разомкнутой цепи, поэтому принцип управления называется принципом разомкнутого управления.

Особенности этого принципа: при выработке управляющих воздействий никак не учитываются ни основные возмущениеz, ни фактическое состояние объекта управления x.

Близость xк x ^зобеспечивается конструкций элементов системы управления и теми соотношениями, которые положены в основу работы элементов.

2. Управления по возмущению. Принцип компенсации

Если возмущения велики, то разомкнутый принцип управления не обеспечит должной близости xк x ^з. В этом случае, измерив возмущения по результатам этого измерения, можно внести такие коррективы управления воздействиями, которыебудут компенсировать влияние возмущения. Из этого следует, принцип компенсации (этим объясняется название принципа).

=>

=>

=> управление вычисляется по возмущению z.

Каким будет x, если управление будет вычислено по формуле

Рис.5

1 – задатчик;

2 – управляющее устройство (УУ);

3 – устройство для измерения возмущения z

ПримерКак построить систему управления по возмущениям по тепловому режиму здания?

Систему отопления здания можно представить одним эквивалентным отопительным прибором

- мощность системы отопления по уменьшению теплосодержания теплоносителя.

В стационарном режиме (по формуле Ермолаева)

Пусть

Алгоритм погодного регулирования. В соответствии с этим алгоритмом должен работать погодный регулятор (работает по принципу компенсации основного возмущения температуры наружного воздуха – t_Н)

3. Принцип обратной связи. Управление по отклонению

Должную близость к можно обеспечить и без измерения возмущений.

Схема такой системы имеет вид:

Рис. 6

1. задатчик, формирует заданное поведение объекта;

2. управляющее устройство (УУ);

3. устройство для измерения выходных величин объекта управления (ОУ)

Здесь управляющее воздействие формируется в зависимости от фактических значений выходных величин объекта.

Схема системы имеет вид замкнутого контура. Поэтому данный принцип управления называется принципом управления по замкнутому контуру.

Направление передачи сигналов в дополнительной цепи прямопротивоположно направлению передачи сигналов в прямом канале(в прямой цепи). Поэтому этот принцип управления называют принципом обратной связи.

Частный случай такой системы,когда управляющее воздействие формируется не непосредственно функцией выходных величин объекта x, а функцией отклонения

Управление функцией отклонения часто называют автоматическим регулированием.

УУ – автоматический регулятор

ОУ – объект управления

Рис.7 Схема автоматического регулирования

Достоинство таких систем:

- Управляющее воздействие формируется независимо от вида и количества точек приложения возмущающих воздействий

Недостаток:

- Канал обратной связи достаточно инерционный, поэтому неизбежно отклонение xот