3. Основные элементы и классификация сар.

Любая САР состоит из объекта регулирования и регулятора. Автоматические регуляторы являются достаточно сложными устройствами. Однако, при всей их сложности, регуляторы всегда можно представить устройствами, состоящими из следующих основных элементов, рис.1.12:

1 - измерительный элемент, предназначен для измерения и преобразования управляющего воздействия в управляющую величину;

2 – устройство сравнения, установленное на входе системы выполняет операцию вычитания из входного сигнала, сигнала обратной связи с целью определения сигнала, соответствующего ошибке регулирования;

3 – последовательно включенный корректирующий элемент, служит для преобразования сигнала ошибки регулирования с целью придания системе требуемых динамических свойств;

4 – усилительный элемент, усиливает сигнал управления;

5 – исполнительный механизм, вырабатывает регулирующее воздействие, прикладываемое к объекту управления. Механизм содержит исполнительный элемент ( как правило, двигатель), промежуточное устройство (редуктор или др. преобразователь) и регулирующий орган непосредственно воздействующий на объект управления;

6 – параллельно включенный корректирующий элемент – для придания системе требуемых динамических свойств;

7 - объект управления;

8 – измерительный элемент, предназначен для измерения и преобразования регулируемой величины в сигнал главной обратной связи, совпадающий по виду энергии с входным сигналом;

9 – дополнительная обратная связь. Может быть гибкой, если корректирующий элемент 6 дифференцирует входной сигнал и жесткой в других случаях;

10 – главная (основная) обратная связь, для организации управления по замкнутому циклу.

П

ри изучении теории управления принято использовать также и упрощенные структурные схемы. Например, на схемах можно не изображать измерительные элементы, если рассматриваемый материал не относится к этим элементам. Более того, на схемах часто регулятор представляется в виде одного звена, если рассматриваемый материал не требует его поэлементного рассмотрения. После упрощений структурная схема САР принимает следующий вид

g – управляющее воздействие;

х – отклонение регулируемой величины (ошибка регулирования), определяется с помощью уравнения замыкания х = g – у, которое одновременно является уравнением сравнивающего устройства;

у – регулируемая величина; u – сигнал управления от регулятора f – возмущающее воздействие; u₁ – сигнал управления, u₁=f – y.

Следует указать, что все приведенные сигналы в общем случае являются функциями времени. В совокупности эти сигналы могут также называться переменными или координатами системы.

Если из схемы системы исключить сигнал управляющего воздействия , то ее назначение сведется только к парированию вредного влияния действующего возмущения . Подобного рода системы принято называть системами автоматической стабилизации, отрабатывающими сигнал возмущения. Если управляющее воздействие постоянно (g=g₀), то такие системы называют системами автоматического регулирования (САР). Если управляющее воздействие непрерывно изменяется, то системы относят к программным (если закон изменения воздействия соответствует некоторой известной программе) или к следящим системам, если этот закон является произвольным.