|
|
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. Р егулирующий 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
     
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.   Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
