Замкнутое управление

По отклонению

Процесс замкнутого управления характеризуется замкнутой целью воздействий элементов системы управления друг на друга.

Обратная связь – связь, которая передает УУ воздействия ОУ, несущие информацию о фактических значениях управляемых показателей. При разомкнутом управлении по заданию не может быть устранено влияние возмущений. При управлении по возмущению можно в принципе устранить или компенсировать влияние только измеряемых возмущений.

При замкнутом управлении можно с течением времени полностью устранить отклонение фактических значений УП от заданных, вызываемыми любыми причинами. Однако сделать эти отклонения тождественно равными нулю в принципе невозможно, так как при этом они перестанут нести УУ информацию об управляемости процесса.

Принцип комбинированного управления сочетает в себе достоинства рассмотренных управлений. Принцип состоит в том, что управляющие воздействия вырабатываются УУ как функции отклонений УП от заданных значений и от основных возмущающих воздействий.

Функциональная структура САУ – образованная при делении системы на элементы по выполняемым или функциям.

Простой случай: ОУ и АУУ.

Функциональная схема автоматического регулирования по отклонению (замкнутое регулирование):

z1*(t) (t) d(t)

ЗЭ – задающий элемент; ИЭ – измерительный элемент; ЭС – элемент сравнения; ИМ – исполнительный механизм; ОР – объект регулирования;

АР – автоматический регулятор.

ИЭ преобразует вектор регулируемых величин (t) в удобную форму d(t). Например, механическую величину в электрическую. ЗЭ преобразует *(t) в величину ₁*(t) одной природы с d(t). ЭС вырабатывает величину (t)= ₁*(t)- d(t) (ошибка, рассогласование). ИМ преобразует ошибку в регулирующее воздействие (t).

Статистические системы после окончания переходного процесса имеют статическую ошибку (разность между установившимся и заданным значением УП (б).

В астатических системах регулируемая величина после окончания переходного процесса точка равна заданному значению (а).

По числу регулируемых величин АСУ делятся на одномерные и многомерные (многосвязные). Первые – с одной управляемой величиной. Вторые – со многими регулируемыми показателями, которые могут обладать внутренними и внешними связями. Они хуже поддаются регулированию (управлению).

Непрерывные системы с непрерывным изменением входов и выходов, т.е. информация о работе системы и регулирующие воздействие – непрерывные функции времени.

В релейных системах один из элементов, обычно регулятор, имеет релейную характеристику: выходная величина скачкообразно изменяется при определенном значении входной величины.

В импульсных АСУ при непрерывном изменении входной величины выходная величина появляется только в определенные, дискретные моменты времени. Такие характеристики могут иметь: чувствительный (преобразующий) элемент, регулятор.

К дискретным АСУ относятся такие цифровые системы, в которых используются цифровые устройства: ЭВЦМ, ЦИП (измерительные приборы), цифровые регуляторы (контроллеры), созданные на базе микропроцессорной техники.

По характеру (вероятностному) процессов в АСУ их подразделяют на детерминированные и случайные (стохастические). Причем дальнейшее рассмотрение математического описания САУ мы проведем на примерах анализа именно детерминированных процессов в линейных системах. Классифицируем технологические процессы и все процессы протекающие в системах.

Любые данные, полученные в результате наблюдения реального физического ОУ, можно отнести к детерминированному или недетерминированному типу.

Детерминированные процессы – это процессы, которые можно описать явными математическими формулами (тело массой, m, подвешенное к неподвижной опоре с помощью линейной пружины с коэффициентом жесткости κ):

X(t)=x cos t, t≥ 0.

Случайные процессы – это процессы, описывающие случайный физический объект, которые нельзя задать (описать) явной математической зависимостью, поскольку каждое новое наблюдение этого объекта дает невоспроизводимый результат.