Некоторые сведения из теории автоматического управления
В основе теории построения систем автоматического управления лежит положение о замкнутых и разомкнутых системах управления.
Замкнутая система – система с обратными связями, передающими сигналы с выхода системы на её вход. Этим вносится коррекция в действие системы и компенсируются возникшие ошибки в процессе последующего функционирования. Для этой системы очень важно стоит вопрос устойчивости её функционирования, как способности возвращаться в исходное положение после ликвидации приведшего её в действие возмущения. Неустойчивые системы в практике применяться не могут, поэтому для всех замкнутых систем управления обязательно решаются задачи обеспечения устойчивости. Кроме того, такие системы проигрывают в быстродействии.
Разомкнутая система – обратной связи не имеет. Эта система работает по временной программе (программно – временные устройства), и подчиняется сигналу оперативного персонала или автооператора. В таких системах вопрос устойчивости регулирования не стоит, но в них, чтобы выдержать требуемую точность управления, необходимо обеспечить точность самого устройства и его элементов во всех требуемых режимах. В чистом виде используются там, где воздействие должно быть закончено до достижения его результата, то есть при регулировании объектов с большой инерционностью, которые реагируют на воздействие с большим опозданием.
В практически используемых системах прибегают к комбинации замкнутого и разомкнутого управления, получая грубо – точные системы, в которых точность обеспечивается за счет замкнутой части, а быстродействие – за счет разомкнутой. Так строятся регуляторы напряжения генераторов и регуляторы скорости и мощности турбин, имеющие обратные связи на отдельных участках системы управления.
Здесь: 1 – элемент, возбуждающий действие устройства за счет подачи на него входного
сигнала,
2 – обрабатывающая часть (логическая часть регулятора),
3 – исполнительный элемент, производящий регулирующее воздействие (часто
включает в себя усилитель),
4 и 5 – главная обратная связь системы (там, где она есть), помимо неё возможны
несколько местных обратных связей.
– точка
суммирования сигналов с их знаками,
( - ) – отрицательная обратная связь; сигнал, уменьшающий интенсивность
воздействия.
Замкнутые системы регулирования делятся на:
а) следящие системы, работающие с переменным сигналом задания,
б) системы стабилизации; здесь сигналы задания практически неизменны. К ним
относятся наши регуляторы возбуждения и скорости вращения, - поддержание
напряжения, частоты, активной и реактивной мощности происходит при малых
отклонениях регулируемых величин от их уставок. Кстати, это позволяет выбрать
область работы элементов системы регулирования в линейной части их
характеристик.