Структуры систем автоматики.

ЧАСТЬ I. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА.

Целью настоящего курса является изучение элементной базы современной электроники и микроэлектроники, на основе которой разрабатываются специальные автоматизированные системы управления, контроля состояния и диагностики устройств электрического транспорта, а также углублённого изучения средств микропроцессорной и вычислительной техники и применения их в устройствах автоматики, телемеханики и автоматизированных систем управления. При изучении курса осуществляется второй уровень подготовки студентов в области ВТ.

В задачи изучения дисциплины входят:

· изучение современной элементной базы электронных схем;

· методов анализа и синтеза логических схем функциональных узлов устройств автоматики и телемеханики;

· изучение принципов действия и устройства микрокомпьютеров и других технических средств, используемых при компьютеризации производства и инженерного труда;

· приобретение навыков программирования микроконтроллеров;

СТРУКТУРЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ.

Автоматической называется система, которая осуществляет управление и контроль различными процессами без непосредственного вмешательства человека.

Любую автоматическую систему можно структурно представить в следующем виде:

УО – объект управления (это совокупность технических средств, которые

нуждаются в организационном воздействии для достижения заданной цели управления).

АУУ – автоматическое устройство управления (вырабатывает управляющие воздействия, которые поступают на ОУ и изменяют регулируемые величины в заданном направлении по закону управления)

Y (t) – регулируемая величина.

f (t) – возмущающее воздействие.

U (t) – управляющее воздействие.

X (t) – задающее воздействие.

Автоматические системы подразделяются на замкнутые и разомкнутые.

Замкнутые автоматические системы.

U(t)

В силу того, что на объект управления воздействует возмущающее воздействия, управляющие воздействия U (t) формируется на основе информации о регулируемой величине и задающем воздействии. В ЗАС сравнивается действительное значение регулируемой величины с требуемым значением и управление объектом осуществляется в зависимости от результатов сравнения.

Разомкнутые автоматические системы.

· системы компенсации

· системы программного управления

Системы компенсации.

Управляющее воздействие U (t) формируется только на основе функции возмущающего воздействия U (t) = F[f(t)]. В таких системах производятся постоянные измерения возмущающего воздействия. Результаты Измерений поступают на блок У1, выход которого связан с блоком У2, который и формирует управляющее воздействие.

Системы программного управления.

Управляющее воздействие в СПУ формируется только как функция задающего воздействия.

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

Системы автоматики и телемеханики состоят из отдельных элементов связанных между собой. Задачей каждого элемента автоматики является качественное или количественное преобразование сигнала поступающего от предыдущего звена и передача его последующему звену.

Элементы можно рассматривать как преобразователь энергии.

Элементы автоматики, в которых энергия выходной величины Y (t) обеспечивается за счёт энергии входной величины, называется пассивными. В таких элементах невозможно усиление выходной величины Y (t) < X (t) за счёт внутренних потерь в самом элементе.

Элементы автоматики, в которых имеется дополнительный источник энергии Z(t), а входной сигнал X (t) только управляет передачей энергии от этого источника на выход, называется активными элементами автоматики.

Кроме АЭА и ПЭА, элементы автоматики подразделяют на генераторные и параметрические. В генераторных элементах автоматики происходит непосредственное преобразование одной формы энергии в другую.

В параметрических элементах автоматики энергия входной величины преобразуется в один из параметров.

Элементы автоматики, как и системы автоматики, могут быть замкнутыми и разомкнутыми. Элементы автоматики, в которых осуществляется частичная передача энергии с выхода на вход, называются замкнутыми.

Обратная связь может быть отрицательной и положительной: X ± X_ОС.

Если X + X_ОС, то ОС положительна;

X – X_ОС, то ОС отрицательна.

Различают местную, гибкую и запаздывающую обратные связи.

ЭА бывают также реверсивные и нереверсивные. В РЭА знак выходной величины изменяется при изменении знака входной величины. В нереверсивных ЭА выходная величина сохраняется независимо от знака входной величины.