ВУЗ:
Составители:
ВВЕДЕНИЕ
Для нормального функционирования многих объектов и процессов, т.е. чтобы они выполняли своё целевое
предназначение, ими требуется управлять. Управление заключается в том, чтобы на основе имеющейся инфор-
мации вырабатывать воздействия на объект, которые изменяют протекающие в нём процессы для достижения
задаваемой цели управления. Следует отметить, что цели управления формулируют не разработчики автомати-
ческих систем (АС), а специалисты в области техники и области знаний, к которой относится объект (техноло-
гический процесс). Целями управления могут быть, например, обеспечение постоянства частоты генератора,
стабилизация напряжения на выходе блока питания, устранение ошибки радиолокатора при слежении за целью
и т.д.
Объект (процесс) находится под автоматическим управлением, если цели управления достигаются при
редком вмешательстве человека. Для реализации автоматического управления используются различные сигна-
лы и элементы АС.
Сигналами
называются физические процессы, параметры которых содержат информацию (информацион-
ные параметры). Например, сигнал – напряжение переменного тока, информационный параметр частота. Ос-
новными сигналами в АС являются входные
(
)
tx
и выходные
(
)
ty
сигналы, в общем случае сигналы изменя-
ются во времени
t
.
Входными сигналами
наиболее часто являются задающее воздействие или заданное значе-
ние выходного сигнала
(
)
ty
зад
и возмущающие воздействия
(
)
t
υ
. В дальнейшем входные и выходные сигналы
будут рассматриваться как для всей автоматической системы, так и её отдельных частей или элементов. При
этом выходной сигнал одного элемента обычно является входным сигналом следующего элемента. Например,
выходной сигнал управляющего устройства является входным для объекта управления.
При рассмотрении систем автоматического управления первоначально исследуется объект (процесс), ко-
торым надо управлять, и цель управления. В объекте выделяют протекающие в нём физические процессы и
модели, описывающие эти процессы. Формулировка цели управления должна включать: чего требуется достичь
в результате управляющих воздействий (высокой производительности, точности и т.п.), какими переменными
следует управлять, какой необходим уровень действий.
Элементы, образующие автоматическую систему, как правило, обладают свойством однонаправленности,
т.е. сигнал, поступающий на вход элемента, преобразуется в нём в выходной сигнал. Важную роль в автомати-
ческих системах играют следующие элементы: датчики, элементы сравнения, управляющие устройства, испол-
нительные механизмы, линии связи. Датчики позволяют оценивать состояние управляемого объекта. Если не-
обходимые для целей управления переменные недоступны непосредственному измерению, то во многих случа-
ях необходимую информацию получают из других источников, используя так называемые виртуальные датчи-
ки.
Исполнительные механизмы выполняют функцию перевода объекта (процесса) из текущего состояния в
желаемое в соответствии с сигналами, вырабатываемыми устройствами обработки информации. В качестве
этих устройств используются разнообразные вычислительные средства – программируемые контроллеры, ло-
миконты и др.
Для соединения между собой датчиков, управляющих устройств, исполнительных механизмов и объектов
управления используются различные линии связи, к которым предъявляются требования по отсутствию иска-
жений и задержек при передаче сигналов. Во многих случаях сигналы в системах автоматического управления
(САУ) передаются на большие расстояния, что накладывает дополнительные требования к линиям связи – их
надежности, помехоустойчивости и т.д.
Необходимо отметить, что в связи с широким использованием микропроцессорной техники в САУ, важ-
ной составной частью автоматических систем стало программное обеспечение автоматического управляющего
устройства. Более того, наблюдается тенденция замены некоторых аппаратных средств программными средст-
вами.
Класс линейных САУ составляет основу и наиболее полно исследован в классической теории автоматиче-
ского управления. Важнейшим свойством линейных систем является то, что для них справедлив
принцип су-
перпозиции
или наложения, который заключается в следующем: реакция системы на сумму входных воздейст-
вий равна сумме реакций на каждое из воздействий в отдельности. В линейных непрерывных САУ входные и
выходные сигналы являются непрерывными функциями времени.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
