Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ





 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Развитие техники автоматического управления связано с проблемой замены человека в различных звеньях управления технологическими процессами.

В настоящее время вопросам автоматизации уделяется исключительно большое внимание, так как необходимость широкой автоматизации – это потребность самой практики.

Сейчас используется несколько терминов для обозначения наук, изучающих вопросы автоматизации, их взаимосвязь представлена на рис. 1.1.

 
 


Рис. 1.1

Кибернетика – наука об общих закономерностях процессов управления – основывается на изучении объектов управления, получении информации о протекании процессов в объектах и выработке управляющих воздействии.

Причем объекты управления могут быть самые разные: биологические системы, предприятия, машины и их отдельные системы.

Техническая кибернетика – наука, рассматривающая управление техническими системами. Она включает в себя теорию информации и теорию автоматического управления.

Термины “управление” и “регулирование” часто используют как синонимы, однако они имеют различие.

Автоматическое регулирование – это поддержание постоянной или изменяющейся по заданному закону некоторой величины, характеризующей процесс, и осуществляется оно путем измерения состояния объекта и воздействия на регулирующий орган объекта.

Автоматическое управление – это воздействие на объект управления с целью достижения заданной цели управления, то есть охватывает более широкий круг задач. Под автоматическим управлением понимается автоматическое осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных на основании определенной информации и направленных на обеспечение функционирования объекта в соответствии с целью управления.



То есть задачи управления включают в себя задачи регулирования и, кроме того, вопросы самонастройки систем управления, оптимального управления и другие.

ТАУ – это наука о принципах построения и методах расчета систем автоматического управления. Ее выводы справедливы для различных систем независимо от назначения и физической природы. Применение систем их проектирование и эксплуатация невозможны без знания ТАУ.

История развития автоматики и ТАУ

 

Первый автоматический регулятор был изобретен в 1765 г. И.И.Ползуновым (рис. 1.2). Он был предназначен для стабилизации уровня воды в котле паровой машины.

В 1768 г. разработан центробежный регулятор скорости вращения паровой машины Д. Уатта. Основоположник теории автоматического регулирования – И.А. Вышнеградский. В 1876 г. опубликована его работа “Регуляторы прямого действия”, в которой, он впервые получил условия устойчивости систем регулирования.

Большой вклад в развитие теории автоматического управления внесли российские ученые: Н.Е. Жуковский, А. Н. Чебышев, В.И. Столетов.

 
 

Рис. 1.2

 

После 1940 г. ТАР выделилась в самостоятельную науку. Были созданы методы расчета динамических систем.

В 50-х годах возникли новые направления:

-теория оптимальных систем;

-теория адаптивных систем.

Большой вклад внесли также советские ученые: Солодовников В.В., Петров Б.Н., Теодорчик К.Ф.. ТАУ развивается и в настоящее время.

Основные понятия и определения о системе автоматического регулирования

Протекание производственных процессов характеризуется переменными величинами t, V, P, которые называются параметрами производственных процессов. Чтобы производственные процессы протекали с высоким к.п.д. и заданной производительностью, необходимо параметры поддерживать на заданном уровне или изменять по определенному закону.

Объект регулирования – это установка, где регулируется какой – либо процесс.

Параметр, который поддерживается на определенном уровне или закономерно изменяется – называется регулируемым.

Величины, отражающие внешние влияния на объект, называются воздействиями. Делятся на возмущающие воздействия и управляющие, вырабатываемые человеком или управляющим устройством.

Существует понятие заданного значения регулируемой величины.

Измеренное значение регулируемой величины в данный момент времени называется текущим значением регулируемой величины.

Разность между заданным и текущим значением называется ошибкой регулирования.

Автоматический регулятор – устройство, которое на основе ошибки регулирования вычисляет управляющее воздействие.

Устройство, предназначенное для перемещения регулирующего органа, называется исполнительным механизмом.

Регулирующий орган – устройство, предназначенное для воздействия непосредственно на параметры объекта.

Устройство для измерения регулируемой величины называется чувствительным элементом (термопара).

Системой автоматического регулирования называется замкнутая динамическая система, состоящая из объекта регулирования и автоматического регулятора.

Классификация САУ

 
 

 


По цели регулирования и характеру задающего воздействия системы могут быть разделены: системы стабилизации; системы программного регулирования; следящие системы.


Системы стабилизации

  H
H
Их основная особенность в том, что заданное значение регулируемой величины остается долгое время неизменным.

На рис. 1.4 приведена система стабилизации уровня воды в резервуаре, а на рис.1.5 функциональная схема системы, на которой выделены основные элементы системы автоматического управления.

 
 

 

 


 

 

 
 

 


В системах программного управления задающее воздействие изменяется по заранее заданному закону (рис. 1.6).

 
 

Рис. 1.6

В следящих системах задающее воздействие изменяется по неизвестному заранее закону.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.