Принципи автоматичного керування

Під принципом автоматичного керування розуміється закон формування керуючого впливу в системі. Не дивлячись на велику різноманітність автоматичних систем, розрізняють три принципи автоматичного керування: за збуренням; за відхиленням; комбінований.

Принцип керування за збуренням.

Основною підставою, що відхиляє керовану величину від закону керування, є збурюючі фактори. У зв’язку з цим виникає наступна ідея: для компенсації шкідливого впливу будь-якого збурення необхідно виміряти це збурення і в залежності від результатів виміру здійснити керуючий вплив на об’єкт з метою забезпечення закону керування. Якщо збурюючий фактор викликає збільшення керованої величини, то регулятор повинен створити керуючий вплив, направлений на зменшення керованої величини. Ця ідея і лежить в основі принципу керування за збуренням.

Розглянутий принцип керування є простий, але йому властиві суттєві недоліки. У системах є багато різноманітних збурень. Щоб отримати високоточну САК, необхідно вводити велику кількість компенсуючих зв’язків, що суттєво ускладнює систему. Для компенсації впливу того чи іншого збурення необхідно виконувати певну умову, тобто певним чином налагоджувати систему. Під час експлуатації відбуваються зміни і умова, за якою налагоджувалась система, змінюється, тобто система потребує періодичного підлагодження.

Принцип керування за відхиленням.

Основна задача будь-якої САК полягає у виконанні рівності:

y(t)=g(t), (2.1.)

де y(t) – функція, що описує зміну в часі керованої величини;

g(t) – функція, що представляє закон керування.

Якість роботи САК характеризується величиною

x(t)=g(t)-y(t), (2.2.)

що визначає похибку САК, або відхилення.

Ідея, що лежить в основі принципу керування за відхиленням полягає в тому, щоб визначити похибку, або відхилення x(t) і в залежності від величини чи знаку цієї похибки здійснити керуючий вплив на об’єкт керування, який зменшує відхилення до нуля, тобто забезпечує зміну керованої величини за заданим законом керування.

САК, яка реалізує принцип керування за відхиленням, обов’язково містить від’ємний зворотний зв’язок. Наявність зворотного зв’язку приводить до утворення замкненого контуру передачі сигналів. Такі САК називаються замкненими системами.

Отож, принцип керування за відхиленням – це такий принцип, при якому шкідлива дія збурюючих факторів ліквідовується введенням в систему компенсуючого впливу за допомогою від’ємного зворотного зв’язку. При цьому ні одне збурення не вимірюється, а вимірюється похибка, або відхилення керованої величини.

До недоліків принципу керування за відхиленням слід віднести наступне: принцип керування має внутрішнє протиріччя: перш ніж ліквідувати відхилення, треба допустити його виникнення; замкнені системи мають нахил до коливань, розрахунок їх складніший.

Ці два недоліки є відсутні в САК з принципом керування за збуренням і навпаки.

Комбінований принцип керування об’єднує принципи керування за відхиленням і за збуренням. При цьому вплив основного збурюючого фактора ліквідується за принципом керування за збуренням, а решта – введенням від’ємного зворотного зв’язку.

Види похибок

Похибка – це зміна вихідного сигналу, що виникає в результаті зміни внутрішніх властивостей елемента або зміни зовнішніх умов його роботи.

Слід відмітити, що в результаті похибки змінюється характеристика елемента (рис. 3.8).

Рис. 2.1. Характеристика елемента. х_вих = f(x_вх) – до виникнення похибки;

х^'_вих = f ^'(x_вх) – після виникнення похибки.

Розрізняють наступні види похибок.

Абсолютною похибкою Δ х_вих називають різницю між фактичним значенням вихідного сигналу х^'_вих і його розрахунковим значенням х_вих:

х^'_вих – х_вих = Δ х_вих. (2.3.)

Відносною похибкою називають відношення абсолютної похибки Δ х_вих до розрахункового значення вихідного сигналу х_вих:

. (2.4.)

Відносну похибку можна виразити в відсотках:

. (2.5.)

Приведеною відносною похибкою називають відношення абсолютної похибки Δ х_вих до максимального значення вихідного сигналу , яке визначає діапазон його зміни:

. (2.6.)

Ця похибка також може бути виражена в відсотках:

. (2.7.)

Якщо виміри здійснюються за допомогою показуючого приладу, то за максимальне значення вихідного сигналу приймається верхній діапазон шкали цього приладу.

Абсолютна похибка має розмірність, а відносна і приведена відносна похибки – величини безрозмірні.

Методика виконання роботи

1. Результати вимірювань встановлення температурного режиму плит внести до таблиці 4.1.

2. Побудувати часову характеристику встановлення температурного режиму плит (рис…).

3. Обчислити абсолютну, відносну та приведену похибку вимірювань.

Результати досліджень

Таблиця 2.1. Результати вимірювань встановлення температурного режиму плит

Рис. 2.2. Часова характеристика встановлення температурного режиму плит

Таблиця 2.2. Результати вимірювання похибки САК та обчислення похибок вимірювань температури плит

Лабораторне устаткування

Мембранний прес “Wemhoner”, хронометр.

6. Контрольні запитання

1. Що розуміють під принципом автоматичного керування?

2. Принцип керування за збуренням.

3. Принцип керування за відхиленням.

4. Комбінований принцип керування.

5. Що таке похибка САК?

6. Які САК називають замкненими системами?

7. Недоліки принципу керування за відхиленням.

8. Що таке абсолютна похибка вимірювань?

9. Що таке відносна похибка вимірювань?

10. Що таке приведена похибка вимірювань?

11. Зобразіть графічно характеристику елемента автоматики до та після виникнення похибки.

12. Що називають часовою характеристикою елемента автоматики?

Підпис викладача _______________________

Лабораторна робота №3

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

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 ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

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