Система автоматичного керування та її основна задача

Системне об`єднання об`єкта керування та керуючого пристрою (рис.1.15) за допомогою ідентичних зв`язків приводить до їх замикання, тобто утворення системи керування

Рис.1.16 Узагальнена схема системи керування

Властивості системи керування визначаються відповідним оператором системи

(1.11)

При цьому треба розуміти, що стан системи в будь який момент часу є функцією початкового стану та векторів , тобто

(1.12)
Звичайно ціль керування полягає у підтримці екстремуму деякого функціонала , який відображає якісну оцінку дії системи

(1.13)
При цьому можна визначити зв`язок вектора керування від векторів сигналів, діючих у системі, тобто визначити алгоритм керування.

Якщо обчислення цілі керування, критеріальної оцінки неможливо,то запроваджуютьсяпоказники якості

(1.14)
де – екстремуми цілей керування для ідеальної та діючої, реальної системи.

У найпрoстішому випадку показником системи керування (Рис.1.17) може бути відхилення керованої величини від заданого значення , тобто похибка системи.

Рис. 1.17 Система керування з контролем керованої величини

В цьому випадку визначає закон керування, який реалізується у системі, а мінімізація вектора похибки становить суть керування.

Розглянемо типову структуру системи автоматичного керування (Рис.1.18), на прикладі якої будуть розглядатися основні задачі аналізу, методи поліпшення якості та методи синтезу динамічних регуляторів і коректуючи ланок.

Рис. 1.18 Типова система керування швидкістю обертання валу навантаження ДПС

ГЗЗ - Головний зворотний зв’язок

КК - Канал компенсації

П₁ - Потенціометр - давач задаючого впливу

К₁ - Попередній підсилювач із коефіцієнтом підсилювання К₁

К_{У -} Підсилювач потужності із коефіцієнтом підсилювання К_У та

внутрішним опором R_i

ДПС - Двигун постійного струменя із незалежним збудженням =U

L_Я - Індуктивність якірної обмотки ДПС

R_Я - Омічний опір якірної обмотки ДПС

Р - Редуктор із коефіцієнтом редукції і

М_Н - Момент навантаження

Тг - Тахогенератор

П₂ - Потенціометр моментної муфти із коефіцієнтом передачі К₃

П₃₃ - Потенціометр зворотного зв’язку

U_g - Задаючий вплив

U_В - Напруга на вході підсилювача потужності

І_Я - Струмінь якірного ланцюга ДПС

N_Д - Швидкість обертання вала ДПС

N - Швидкість обертання вала навантаження

U_K - Напруга каналу компенсації

N_ХХ - Швидкість холостого ходу

Висновки:

1. Система, складена з керованого об'єкта та автоматичного керуючого пристрою, взаємодіючих між собою з визначеною ціллю, відповідно з алгоритмом керування, називається системою автоматичного керування.

2. Основна задача керування полягає у виробленні керуючого впливу u(t) з таким рахунком, щоб керована величина y(t) змінювалась за потрібним законом з визначеною точністю, незалежно від дії на об'єкт збуджуючого впливу v(t).

Тема 1.2 Класифікація систем автоматичного керування.

За всю історію розвитку систем автоматичного регулювання та керування створено велику кількість різноманітних за своїм призначенням систем, які діють у різних областях людської діяльності та відрізняються одна від одної за об'єктами керування, фізичною природою сигналів, конструктивними особливостями, захищеністю від навколишнього середовища.

Проте у теорії автоматичного керування при дослідженні системи проектувальника, в основному, цікавлять питання, зв'язані із збільшенням точності дії у всіх режимах функціонування системи що проектується.

З цієї точки зору вирішальне значення має поділ систем автоматичного керування за принципом організації систем керування, за метою керування, за характером оператора системи та за рядом інших ознак.