Структурная схема системы автоматического управления
Основной характеристикой всякой системы является её структура,
под которой понимают совокупность элементов и связей между ними,
определяемую исходя из распределения функций и целей, поставленных
перед системой.
В общем случае САУ состоит (рис. 1.5.) из объекта управления (ОУ), измерительного устройства (СУ), усилителя (У) и исполнительного механизма (ИМ).
Элементы САУ передают посредством сигналов друг другу информацию о происходящих в них процессах. Информация всегда связана с материальным носителем какой-либо физической величины. В технических системах материальные носители информации называют носителями сигналов
(например, электрическое напряжение и ток, давление, механическое перемещение и др.), которые можно изменять в соответствии с передаваемой
информацией. Конструктивные элементы системы должны преобразовывать
одни физические величины (и соответствующие им сигналы) в другие. Этот
процесс отражается в кибернетическом понятии звена системы.
Звено – элемент, входящий в САУ, в котором определенным образом
преобразуется входной параметр в выходной.
Объектом управления (ОУ) называют производственный, технологический процесс или технический объект, участвующий в определенном
взаимодействии с другими объектами или процессами, нуждающийся в
специальном организованном управляющем воздействии. Объектом управ-
|
|
|
ления может быть отдельный механизм, машина, станок, агрегат, бригада
рабочих или отдельный рабочий, цех или все предприятие в целом.
Любой производственный, технологический процесс или технический
объект характеризуется определенными физическими параметрами (расходом вещества и энергии, режимами резания, температурой, давлением). Для обеспечения требуемого режима эти параметры необходимо поддерживать постоянными или изменять по определенному закону. Параметр производственного, технологического процесса или технического объекта, который необходимо поддерживать постоянным или изменять по определенному закону, называют управляемым (управляемой величиной). Значение управляемого параметра, которое, согласно заданию, должно быть в данный момент времени, называют заданным значением управляемого параметра.
Управляемая величина является выходной величиной системы. Физическая природа управляемой величины может быть различна (напряжение,
число оборотов, угловое положение, курс, мощность). Например: толщина
прокатываемой полосы должна находиться в заданных пределах; при термической обработке изделий нужно, чтобы температура изменялась по определенному закону с течением времени; в атомной энергетике необходимо постоянство мощности энергитического ядерного реактора. Управляемые объекты, в зависимости от того, какой параметр выбирается в качестве управляемой величины, подразделяются на устойчивые, нейтральные, неустойчивые. Управление двигателем постоянного тока (рис. 1.6.)
|
|
|
осуществляется изменением напряжения U.
Характер изменения угловой скорости или угла поворота при изменении напряжения U скачком показан на рис. 1.7. Двигатель является устойчивым объектом по отношению к угловой скорости и нейтральным по отношению к углу поворота. Каждый объект управления снабжен управляющим органом.
Управляющим органом называется часть объекта управления, которая предназначена для изменения режима работы объекта. Органом управления является, например: обмотка возбуждения генератора и двигателя, руль корабля, стержни ядерного реактора и др.
Задающее устройство (ЗУ) оказывает управляющее воздействие на вход системы, которое может иметь постоянную заданную величину (при необходимости поддержания постоянного заданного значения управляемой величины) или же изменяться по определенному закону. ЗУ могут быть разнообразными в
|
|
|
зависимости от природы управляемой величины. Всякое ЗУ является преобразователем управляемой величины в величину, удобную для преобразования или использования. Усилие, необходимое для установки заданного значения управляемой величины, как правило, мало. Величина, получаемая на выходе задающего элемента, должна быть той же физической природы, что и на выходе измерительного устройства. Характерным свой-
ством ЗУ является малое потребление энергии.
Измерительное устройство (ИУ) – устройство для измерения действительного значения управляемой величины.
Сравнивающее устройство (СУ) предназначено для сравнения
управляемой величины с ее заданным значением и выявления отклонения
регулируемой величины от заданного значения. СУ обычно выполняет
операцию вычитания двух величин, получаемых на входе и выходе системы. Выходная величина СУ пропорциональна отклонению регулируемой
величины от заданного значения. Усилители предназначены для усиления мощности сигнала ошибки.Усилитель питается от постороннего источника энергии. В устройствах управления используются электронные, гидравлические, пневматические, электрические или смешанные (например, механогидравлические, электрогидравлические, электропневматические и др.) усилители.
|
|
|
данную величину (при необходимости поддержания постоянного заданного значения управляемой величины) или же изменяться по определенному закону. ЗУ могут быть разнообразными в зависимости от природы управляемой величины. Всякое ЗУ является преобразователем управляемой величины в величину, удобную для преобразования или использования. Усилие, необходимое для установки заданного значения управляемой величины, как правило, мало. Величина, получаемая на выходе задающего элемента, должна быть той же физической природы, что и на выходе измерительного устройства. Характерным свойством ЗУ является малое потребление энергии.
Измерительное устройство (ИУ) – устройство для измерения действительного значения управляемой величины.
Сравнивающее устройство (СУ) предназначено для сравнения
управляемой величины с ее заданным значением и выявления отклонения
регулируемой величины от заданного значения. СУ обычно выполняет
операцию вычитания двух величин, получаемых на входе и выходе системы. Выходная величина СУ пропорциональна отклонению регулируемой
величины от заданного значения.
Усилители предназначены для усиления мощности сигнала ошибки.
Усилитель питается от постороннего источника энергии. В устройствах
управления используются электронные, гидравлические, пневматические,
электрические или смешанные (например, механогидравлические, электрогидравлические, электропневматические и др.) усилители.
Исполнительный механизм (ИМ) предназначен для воздействия на
управляемый орган объекта управления. ИМ – это механизм, представляющий собой рычаг или передачу. В ряде САУ исполнительный орган может отсутствовать, в этом случае воздействие на управляемый объект осуществляется изменением состояния какой-либо величины (напряжения, силы тока) без помощи механического устройства. Мощность исполнительного устройства велика.
Корректирующий элемент (КЭ) предназначен для изменения
свойств автоматических систем в нужном направлении. Корректирующие
элементы используются для формирования управляющего воздействия, зависящего от задающего и возмущающего воздействий, что позволяет
существенно повысить динамические свойства САУ.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 163; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!