Основы теории автоматического управления. Лазарева Т.Я - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Принцип, по которому построены регуляторы Ползунова и Уатта, состоит в том, что регулятор из-
меняет регулирующее воздействие при отклонении регулируемой переменной от заданного значения
независимо от причин, вызвавших это отклонение. Таким образом, в зависимости от значения выходно-
го сигнала объекта регулятор изменяет его входной сигнал. Для реализации алгоритма регулирования в
конструкцию системы вводится связь, получившая название обратной связи, потому что по ней проис-
ходит передача сигнала с выхода объекта на его вход по направлению, обратному направлению переда-
чи основного воздействия на объект. Объект и регулятор образуют замкнутую систему, называемую
автоматической системой регулирования (АСР). Если сигнал обратной связи складывается с основным
сигналом, то связь называется положительной, если вычитается – отрицательной. В автоматических
системах управления связь всегда отрицательна.
Схемы с обратной связью осуществляют управление по отклонению (рис. 1.6) показателя процесса –
выходной координаты y(t) от заданного значения y
зад
;
∆
y = y(t) – y
зад
– называется отклонением или
ошибкой управления.
Рассмотренная система управления с обратной связью относится к
классу систем автоматического регулирования по отклонению.
Таким образом, автоматической системой регулирования по от-
клонению называют систему, в которой измеряется отклонение регу-
лируемой величины от заданного значения
и в зависимости от измеренно-
го отклонения подается такое воздействие на регулирующий ор-
ган, которое уменьшает
величину отклонения так, что
∆y → 0 при t → ∞.
Кроме регулирования по отклонению возможен другой способ
регулирования – это регулирование по возмущению или ком-
пенсация возмущений. В этом случае регулирующее воздейст-
вие вырабатывается регулятором в зависимости от величины
возмущения. Системы регулирования по возмущению являют-
ся разомкнутыми системами, так как в них отсутствует обратная связь (рис. 1.7). Идея этого способа
заключается в том, что, если мы сможем компенсировать все возмущения в системе, то регулируемая
величина не будет отклоняться от заданного значения. Следует заметить, что компенсация достигает-
ся только по измеряемым возмущениям.
Рассматриваемый принцип регулирования впервые был предложен в 1830 г. французским инженером
Ж. Понселе при разработке теории центробежных регуляторов хода машин по нагрузке на валу ма-
шины, являющейся одним из основных возмущений в объекте, но реализовать свое предложение на
практике ему не удалось, так как динамические свойства машины не допускали непосредственного
использования принципа компенсации.
В 1940 г. был предложен принцип инвариантности – достижение независимости управляемой коор-
динаты от возмущений, практическая реализация которого была получена только в 50-е годы.
Недостаток систем, построенных по принципу компенсации возмущений, очевиден. Компенсировать
все возможные возмущения в объекте удается крайне редко, а наличие таких возмущений, как колебание
состояния атмосферы, старение катализатора, отложение солей в аппарате, т.е. произвольное изменение
свойств объекта, вообще не подлежит компенсации. Например, опасность использования принципа Пон-
селе при регулировании уровня жидкости в емкости, когда приток жидкости соотносится с ее расходом,
заключается в том, что вследствие изменения расходных характеристик вентилей на притоке и расходе,
испарения жидкости, ее дренажа и т.п., емкость может переполниться, либо опустеть.
Регулирование по отклонению лишено этого недостатка, здесь компенсация отклонения регулируе-
мой координаты от заданной происходит независимо от того, какими причинами вызвано это отклоне-
ние, но выполнить одновременно условия точности и быстродействия трудно. Часто повышение точно-
сти и быстродействия системы приводит к ее неработоспособности.
Наиболее эффективными системами регулирования являются комбинированные AСP, сочетающие оба
рассматриваемых принципа (рис. 1.8).
∆
y
Объект
y
Регулятор
x
y
зад
Рис. 1.6 Структурная схема
регулирования по отклоне-
нию
Объект
y
Регулятор
x
x
в
x
р
Рис. 1.7 Структурная схема
регулирования по возмуще-
нию

Страницы