ПРИНЦИП УПРАВЛІННЯ ПО ВІДХИЛЕННЮ

Більш висока якість управління дозволяють отримати замкнуті САУ, в яких використовується інформація про керований параметрі (рис. 2.11). У таких системах вимірюється значення керованого параметра. Пристрій управління виробляє порівняння отриманого сигналу з заданим значенням і за наявності різниці виробляється керуючий вплив, спрямоване на зменшення отриманої величини неузгодженості заданого і виміряного значень параметрів. При цьому пристрій управління прагне компенсувати це відхилення незалежно від причин, його викликають.

Даний принцип управління іноді називають компенсаційним принципом Ползунова - Уатта. Такий спосіб управління є основним для більшості сучасних САУ.

Функціональна схема САУ, побудованої на базі принципу управління по відхиленню

Мал. 2.11. Функціональна схема САУ, побудованої на базі принципу управління по відхиленню

В САУ, що використовує принцип управління за відхиленням, котра управляє вплив на об'єкт визначається як

Розглянемо систему автоматичного управління зі зворотним зв'язком, структурна схема якої представлена на рис. 2.12.

Структурна схема САУ, побудованої на базі принципу управління по відхиленню

Мал. 2.12. Структурна схема САУ, побудованої на базі принципу управління по відхиленню

В САУ, що використовує такий принцип управління, входять такі основні елементи:

  • • задає пристрій (ЗУ), необхідне для реалізації алгоритму роботи об'єкта управління, що виражається у формуванні керуючого впливу а (Г);
  • • вимірювальний перетворювач (ВП), що забезпечує вимір керованої координати;
  • • елемент порівняння (ЕС), що виявляє відхилення 6 (?) Керованої координати р (?) Від її необхідного значення;
  • • проміжний підсилювач (У), що забезпечує формування необхідного закону керування ОУ;
  • • об'єкт управління (ОУ).

Принцип роботи САУ полягає в вимірі керованої координати р (?) За допомогою ІП та порівнянні отриманого сигналу з задає a (t). Елемент порівняння виявляє різницю цих сигналів, що представляє собою помилку управління. Цей сигнал використовується для формування керуючого впливу на ОУ р (?). Очевидно, що вихідна координата є функцією як задає сигналу а (?), Так і свого власного значення. Тобто

Перша складова вихідного сигналу формується по прямому каналу управління, а друга - по каналу зі зворотним напрямком передачі інформації, званому каналом зворотного зв'язку або просто зворотним зв'язком. Так як такий зв'язок забезпечується елементом порівняння, обчислює різницю сигналів завдання і зворотного зв'язку, то такий вид зворотного зв'язку називається негативною. Якщо сигнал зворотного зв'язку визначається алгебраїчним підсумовуванням сигналів завдання і зворотного зв'язку, то такий зв'язок називається позитивною.

Тому такий принцип управління називається управля- еніем зі зворотним зв'язком. Так як в такий САУ присутній замкнутий контур для проходження інформації, то такі системи називають замкнутими САУ.

Замкнутої САУ називають систему, в якій процес управління ОУ залежить від результату управління.

Системи, які безпосередньо не використовують кінцеві результати управління об'єктом, називають розімкнутими. Отже, САУ, побудовані з використанням принципу управління з обуренню, є роз'єднаними.

Розглянемо особливості замкнутих САУ.

Об'єкт управління характеризується рівнянням виду

При відсутності управління при зміні обурює впливу на ОУ на його виході з'являється відхилення керованого сигналу від необхідного значення. Це відхилення є помилкою управління ДР ;; при відсутності зворотного зв'язку, тобто в розімкнутої системі. Його величина визначається як

Канал вимірювання сигналу зворотного зв'язку може бути представлений виразом вигляду

Елемент порівняння сигналів представляється виразом вигляду

Керуючий вплив на об'єкт може бути представлено як

З урахуванням цих рівнянь сигнал на виході об'єкта управління визначається як

Вирішуючи це рівняння щодо керованої координати ОУ, отримуємо

З огляду на, що Д (3 ( = K 2 L, отримуємо

де Р г - задане значення керованої координати;

- помилка управління в замкнутій САУ; До у = K l K 3 K i - сумарний коефіцієнт передачі замкнутого контуру управління.

Очевидно, що при досить великому коефіцієнті передачі замкнутого контуру управління До ь » 1 помилка управління в замкнутій системі буде набагато меншою, ніж в розімкнутої. Тобто справедливо співвідношення

Статичні характеристики розімкнутої і замкнутої САУ представлені на рис. 2.13.

Отриманий вираз є базовим для визначення властивостей і параметрів замкнутої САУ. Дійсно, якщо відомий сумарний коефіцієнт посилення замкнутої САУ і її властивості ОУ, то можливо визначення помилки в замкнутій системі. І навпаки, якщо задана величина помилки САУ, можливо визначення необхідного сумарного коефіцієнта передачі за допомогою наступного нерівності:

Мал. 2.13. Статичні характеристики САУ зі зворотним зв'язком

Очевидно, що при впливі на об'єкт декількох факторів, що обурюють властивості зменшення помилки управління зберігаються. Дійсно, якщо ОУ представляється виразом вигляду

то сигнал на виході об'єкта визначається як

Оскільки K 2i L i = ДР /; / є помилкою розімкнутої слу щодо обраного обурює фактора, то вихідна координати ОУ визначається як

Отже, сумарна помилка управління в замкнутій САУ визначається як

Переваги такого способу управління:

  • • велика гнучкість і пристосовність до різних умов експлуатації САУ;
  • • можливість зменшення впливу будь-яких зовнішніх збурень на об'єкт управління;
  • • мала чутливість до зміни параметрів регулятора і об'єкта управління.

недоліки:

  • • неможливість повного усунення впливу збурюючих впливів на величину вектора вихідних станів об'єкта управління;
  • • виникнення проблем зі стійкістю САУ при спробах збільшення коефіцієнта посилення системи.
 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >