Объект управления (управляемый объект) ---

- устройство, осуществляющие технологический процесс, которое нуждается в специально организованных воздействиях извне для осуществления его алгоритма функционирования.

Система --- совокупность объектов или элементов, связанных формами взаимодействии и взаимозависимости и образующих некоторое целостное единство.

Алгоритм функционирования --- совокупность предписаний, ведущих к правильному выполнению технологического процесса в объекте (системе).

Алгоритм управления --- совокупность предписаний, определяющих характер воздействия извне на управляемый объект (УО) с целью осуществления им заданного алгоритма функционирования.

Управление – процесс осуществления воздействий на технический объект или систему, направленных на достижение определенной цели:
на поддержание требуемого состояния системы или перевод ее из одного состояния в другое;
---- процесс осуществления воздействий, соответствующих алгоритму управления.

Управление осуществляется регулированием различных физических, химических и др. процессов, происходящих в объекте (системе).

Если процесс управления осуществляется без участия человека (т.е. автоматическим управляющим устройством), то такое управление называется автоматическим.

Управление (регулирование) может быть также полуавтоматическим и ручным).

Совокупность управляемого объекта (системы) и автоматического управляющего устройства, взаимодействующих между собой, называется системой автоматического управления. (САУ)

Внешнее воздействие – воздействие на САУ внешней среды или устройств, не являющихся частью системы автоматического управления.

Структура системы автоматического управления.

Системы автоматического управления можно разделить на две основные части:

--- управляемый объект (УО) и

--- управляющее устройство (УУ).

Структура автоматической системы управления --- совокупность частей, на которые она может быть разделена по определенным признакам.

Различают алгоритмическую и функциональную структуры САУ.

Алгоритмическая структура – структура, где каждая часть предназначена для выполнения определенного алгоритма преобразования информации, являющегося частью алгоритма функционирования САУ.

Функциональная структура – структура, где каждая часть предназначена для выполнения определенной функции автоматического управляющего устройства: передача сигналов, сравнение сигналов, переработка информации и т.д.

Графическое изображение структуры САУ называется
структурной схемой САУ.

Части и элементы САУ изображаются в виде прямоугольников, в поле которых указывается назначение элемента или его математическое описание. Связи между элементами показываются стрелками в направлении передачи воздействия или информации.

Приняты обозначения:

УО – управляемый объект; РО – регулируемый объект;

УУ – управляющее устройство; Р – регулятор;

СУ – суммирующее устройство.

Связи структурной схемы САУ делятся на:

основные;

дополнительные;

обратные.

Основная связь – связь, образуемая основной цепью воздействия между участками цепи.

Дополнительная связь – связь, образующая путь передачи воздействия в дополнение к основной цепи воздействий.

Обратная связь – дополнительная связь, по которой информация об изменении регулируемой величины от управляемого объекта передаются управляемому устройству (т.е. от выхода к входу САУ).

Простейшая структурная схема САУ:

Текущее значение регулируемой величины y(t) сравнивается с заданным g(t) значением и выявляется ошибка (рассогласование):

Для уменьшения ошибки до допустимых пределов УУ (регулятор) оказывает управляющее воздействие U(t) на управляемый объект. Ошибки в системах автоматического управления возникают вследствие внешних возмущающих воздействий f(t).

Система автоматического управления всегда имеет вход и выход.

Вход – часть цепи воздействия САУ, на которую непосредственно подается воздействие извне.

На схеме: g(t) – вход по каналу задающего воздействия;

f(t) – вход по каналу возмущающего воздействия.

Выход – часть цепи воздействия САУ, которая в соответствии с алгоритмом функционирования непосредственно воздействует вне системы. – y(t).

Основной принцип построения САУ – применение обратной связи, по которой информация об изменении регулируемой величины от управляемого объекта передается управляющему устройству (регулятору). Эта обратная связь является отрицательной, т.к. для выявления ошибки (рассогласования) регулируемого параметра его текущее значение должно вычитаться из заданного значения.

Наибольшее распространение получили САУ, в которых закон регулирования зависит только от ошибки ε: --- принцип управления по отклонению.

В данной системе значение управляемой величины Y(t) в специальном суммирующем устройстве “СУ” сравнивается со значением задающей величины g(t). СУ формирует новую величину --- отклонение –

ε(t)=g(t) - y(t), которая подается на вход управляющего устройства УУ для выработки управляющего воздействия U(t) на управляемый объект УО с целью ликвидации отклонения управляемой величины Y(t) от предписанного значения g(t).

[зачерненный сектор СУ означает, что входящее в этот сектор воздействие Y(t) подается с обратным знаком по отклонению к g(t)].