Системы автоматического управления (САУ)

Служат для автоматического выполнения операций, которые задаются устройствами без участия человека. Человек лишь подает первоначальный пусковой импульс, но часто и такой импульс подается самой автоматической системой.

Так же как и системы САР системы управления делятся на:

- замкнутые и разомкнутые;

- дискретные и непрерывные;

- стабилизирующие, с программным управлением и следящие;

- обыкновенные, самонастраивающиеся и самообучающиеся.

Определение стабилизирующих и программных САУ совпадает с определением систем автоматического регулирования.

Следящие САУ - это системы, у которых закон изменения регулируемой величины заранее неизвестен. Примером являются системы автоматического сопровождения цели (телескоп следит за движением небесного тела, слежение за самолетом или НЛО и т.п.);

Обыкновенными САУ называют системы, которые не изменяют своей структуры в процессе работы.

Самонастраивающиеся (адаптивные) системы способны перестраиваться таким образом, чтобы компенсировать внешние условия, продолжая обеспечивать необходимую точность управления.

Самообучающиеся САУ – при отыскании оптимального режима работы объекта, система автоматически совершенствуется по мере накопления опыта управления. При этом, система находит неизвестный при ее конструировании способ функционирования, который является наиболее оптимальным.

Рассмотрим некоторые системы САУ.

Программные САУ делятся на:

- централизованные (управление механизмами производится по команде из цента и осуществляется по одной команде);

- децентрализованные (не имеют общего командного центра, а управляют каждым механизмом отдельно, но последовательно в соответствии с программой через электрические или механические линии связи).

В децентрализованной САУ работа механизмов может быть отрегулирована в зависимости от:

- времени (реле времени);

- от пути (конечные выключатели);

- от технологических параметров (при достижении какого – либо параметра, например, температуры).

Схема децентрализованной программной системы управления. Задачей схемы является включение механизмов последовательно, после выполнения очередной операции.

Достоинство: нет необходимости в блокировке (аварийном отключении), т.к. команда на начало работы очередного механизма подается только после окончания предыдущей операции.

Недостатки:

- большое количество оборудования;

- возможность подачи неправильных команд из–за закорачивания или обрыва цепей.

Схема системы программного управления. Схема предназначена для работы автоматического технологического оборудования (станка) и особенно эффективна для обработки деталей со сложными криволинейными поверхностями.

Следящая САУ на потенциометрах. Служит для передачи углового перемещения на расстояние без механической связи.

Копировально – следящая система. Применяется для воспроизведения ступенчатых и фасонных поверхностей по шаблону (копиру) при обработке деталей на фрезерных, шлифовальных и токарных станках (изготовление ключей по копиру).

Траектория перемещения инструмента (фрезы, резца или шлифовального круга) по отношению к заготовке определяется формой шаблона, по кривой которого скользит щуп датчика, управляемого измерительным приводом. Щуп датчика следит за положением режущего инструмента, а система определяет отклонение щупа от заданного значения, т.е. сводит рассогласование к нулю.

Следящие системы копировальных устройств основаны на различных принципах действия и имеют различное конструктивное оформление. Они могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими или комбинированными.

Адаптивные (самонастраивающиеся) системы автоматического управления. Эти системы имеют способность приспосабливаться к изменяющимся внешним условиям и перестраиваться таким образом, чтобы компенсировать указанные изменения, продолжая обеспечивать необходимую точность регулирования.

В зависимости от поставленной задачи и методов ее решения, адаптивные системы делятся на:

- экстремальные;

- самообучающиеся.

Экстремальные адаптивные системы – это системы, у которых настройка, программа действия автоматически изменяется в зависимости от изменения внешних условий или внутреннего состояния системы с целью создания оптимального (наилучшего, наивыгоднейшего) режима работы объекта управления. Например, выбрать наивыгоднейшую скорость движения автомобиля с целью уменьшения расхода бензина; автомат настройки на оптимальный режим резания металлообрабатывающего станка и т.п.