Принцип автоматического регулирования

Различают следующие принципы управления:

1. прямое,

2. управление по возмущению,

3. управление по отклонению,

4. комбинированное управление.

1. Принцип прямого управления

Рисунок 9 – Принцип прямого управления.

За выходным сигналом Y (см. рис. 9) следит человек, который изменяет сигнал X так, чтобы достичь заданных значений сигнала Y. Возмущения значений сигнала f1-f4 изменяются произвольным образом.

Достоинства:

1. предельная простота,

2. обязательное присутствие оператора,

3. малая точность,

4. низкое быстродействие.

2. Принцип управления по возмущению

Рисунок 10 – Управление по возмущению.

Особенность управления по возмущению (рис. 10) состоит в том, что некоторые сигналы возмущению f1-f4, которые можно измерить и преобразовать в электрический сигнал заводится на вход регулятора сумматор. Это приводит к такому изменению управляющего воздействия М на входе регулятора, при котором компенсируется действие на систему измерительных сигналов возмущения.

Достоинства:

1. самое высокое быстродействие по сравнению с другими схемами,

2. выше точность регулирования по сравнению с прямым действием.

Недостатки:

1. сложность выделения всех возмущений, действующих на элементы САУ,

2. сложность их классификации на основные и второстепенные,

3. сложность измерения и преобразования сигналов возмущения в электрический сигнал.

3. Управление по отклонению

Рисунок 11 – Управление по отклонению.

При данном принципе управления в схему вводится цепь в виде обратной связи и элемент сравнения, на котором формируется ошибка регулирования ε . Регулятор вырабатывает такой сигнал М, который ликвидирует либо уменьшает ошибку регулятора.

Достоинства:

1. нет необходимости выявлять сигналы возмущения и измерять их,

2. нет необходимости преобразовывать их в электрический сигнал,

3. самая высокая точность регулирования в сравнении с другими схемами.

Недостаток: меньшее по сравнению с управлением по возмущению быстродействие, т.к. регулирующий сигнал М начинает изменяться не в момент появления, а только после измерения Y.

4. Комбинированное управление

Этот принцип является сочетанием принципа регулирования по возмущению и

отклонению. Подобные САУ позволяют реализовать достоинства и устранить недостатки

присущим системам регулирования по возмущению и отклонению. При этом обеспечивается высокая точность, быстродействие, но используется весьма сложные регуляторы.

Математическое моделирование

Модель – это любой образ процесса или объекта (схема, чертеж, график, уравнение, системы управлений), использующийся в качестве его заменителя.

Построение и использование моделей для исследования явлений, происходящих в системах, или для проектирования объектов называется моделированием.

Чаще используется математическое моделирование, т.е. адекватное математическое

описание процессов, происходящих в этих системах. Создается модель в следующем порядке: составляется функциональная схема, позволяющая представить систему в виде

взаимосвязанных функциональных элементов. Для упрощения систему разбивают на типовые и динамические звенья, которые описываются дифференциальными уравнениями не выше второго порядка, либо характеристически связывают входные и выходные сигналы. При этом звено должно обладать однонаправленным действием.

Входными величинами звена называются воздействия, которые оно получает со стороны других звеньев и от возмущения.

Выходными величинами звена называются воздействия, которое оно оказывает на другие звенья.

На основании полученных типовых звеньев и их описания составляется структурная схема системы, являющейся математической моделью.

Структурная схема в отличие от функциональной отражает динамические свойства

системы и представляет собой графическое изображение ее звеньев и связи между ними.