2.2 Принцип управления по возмущению.

Принцип управления по возмущению, или принцип компенсации возмущений, состоит в том, что управляющее воздействие в системе вырабатывается в зависимости от результатов измерения возмущения, действующего на объект. Системы, построенные по этому принципу, работают по разомкнутой цепи, т. е. не имеют обратной связи. Системы с разомкнутой цепью воздействий разделяют на две группы: системы компенсации и системы программного управления.

В системе компенсации (рис. 4, а) на управляемый объект (УО) воздействует координатное возмущение f_k(t) изменяющее регулируемую величину Х_вых (t). Эго возмущение измеряется специальным устройством У₁.

Рис.4. Блок-схемы автоматических систем компенсации (а) и программного управления.

Полученный сигнал усиливается и преобразуется, если это необходимо, в другой части автоматического управляющего устройства (АУУ) — У₂. Следовательно, управляющее воздействие является функцией возмущающего воздействия:

u=F(f_k)

Величина и знак управляющего воздействия должны быть такими, чтобы полностью или в значительной степени компенсировать влияние возмущающего воздействия на объект.

Таким образом, автоматическими системами с разомкнутой цепью воздействий называются системы, в которых управляющее воздействие вырабатывается в функции задающего или возмущающего воздействия, а в общем случае — в функции обоих воздействий одновременно:

u=F(xBxf_k)

В настоящее время принцип управления по возмущению широко применяется, потому что он позволяет уменьшить погрешности автоматических систем, вызываемые как задающими, так и возмущающими воздействиями. Его основное достоинство— высокое быстродействие цепей компенсации, так как система реагирует непосредственно на причину, а не на следствие. Однако этот принцип имеет недостатки. Основной из них — избирательность: не всегда возможно измерить и учесть все возмущения. Обычно учитывается действие лишь одного или нескольких наиболее существенных возмущений, которые измеряются управляющим устройством.

Системы программного управления (рис. 4, б) также распространены в технике. К ним относятся, например, станки с программным управлением. В этих системах программа хранится в запоминающих устройствах и в цифровом виде поступает на исполнительные устройства, обеспечивая определенный закон изменения управляемой величины. Следовательно, разомкнутыми системами программного управления называются такие системы, в которых управляющее воздействие вырабатывается в функции задающего воздействия (программы). При этом в большинстве случаев возникает необходимость в применении принципа компенсации возмущений.

Достоинства: принцип управления по возмущению позволяет уменьшить погрешности автоматических систем, вызываемые как задающими, так и возмущающими воздействиями, а также обеспечивается высокое быстродействие цепей компенсации, так как система реализуется непосредственно на причину, а не на следствие.

Недостаток: избирательность, т.е. не всегда можно измерить и учесть все возмущения.

2.3 Принцип комбинированного управления.

Современная система управления для обеспечения высокой точности обычно строится на основе принцип комбинированного управления, сочетающего в себе принципы управления по отклонению и по возмущению. При этом в системах комбинированного управления, на ряду с замкнутыми контурами, образуемыми отрицательными обратными связями, имеются цепи компенсации основного возмущающего воздействия, или дополнительная связь – компенсация ошибок от задающего воздействия. Соответственно схема 1 и 2.

Y2

Y1

Y_oc

ОУ

Xin(t)

У2

У1

ОУ

u₂

Р1

Xout(t)

Ax u₁ x_out

d Y x_in

У_ос

Схема 1

Схема 2

ОУ

ОУ

ОУ

Математическое выражение функции управления.

Есть еще одна форма описания амплитудно-фазово-частотная характеристика, которая получается из передаточной функции, замены в ней комплексной переменной р(мнимой jѠ). Передаточная функция замкнутой системы однозначно связана с передаточной функцией разомкнутой системы.

Если в качестве функции f(t) используется единичный скачок, то решение этих уравнений является функция h(t). Если в качестве функции f(t) использовать единичный импульс, то имеем импульсную переходную функцию и обозначается омега от Т. Дельт а от Т равна … омега от Т равна производной h(t). Таким образом все рассмотренные характеристики однозначно связаны между собой и следовательно одинаково полно определяют качество системы управления