Понятие о воздействиях и сигналах

В процессе работы автоматическая система управления в целом и ее отдельные части испытывают, на себе воздействие различных факторов. Воздействием в автоматике принято называть взаимодействие между, автоматической системой и внешней средой или одной части системы на другую, при которых в ней самой происходят изменения.

Различают внутренние и внешние воздействия. Внутренним воздействием называют такие, которые передаются от одной части автоматической системы управления на другую, образуя последовательную цепь воздействий обеспечивающие протекание технологического процесса с заданными показателями. Такие воздействия называют управляющими и обозначают, рассматривая их во времени через u(t).

Внешние воздействия разделяют на два вида. К первому относятся та­кие, которые необходимы для нормального протекания технологического процесса. Их подают на вход системы намеренно в соответствии с алгоритмом функционирование, обозначают х(t) или хз(t) и называют задающими. Ко второму виду относятся те, которые воздействуют непосредственно на систему (объект) из внешней среды, то есть из той части, что не входит в рассматриваемую систему автоматического управления. Они носят неза­планированный, зачастую случайный характер, и называются возмущающими воздействиями и обозначаются, рассматривая их изменение во времени через f(t).

Возмущения, в свою очередь, подразделяются на нагрузку и помеху. Нагрузка - это возмущение, поступающее в систему помимо управляющего воздействия, влияющее на переменные состояния и параметры, характеризующие ди­намические свойства объекта управления.

Помеха - это возмущение, искажающее поступающую в управляющее устройство информацию о нагрузке, состоянии и динамических свойствах объекта управления, а так же влияющее на переменные состояния и параметры управляющего устройства. Возмущения могут быть контролируемые и неконтролируемые детерминированными (заданными функциями времени) и стохастическими (случайными), основными и второстепенными.

Возмущающие воздействия также подразделяют на основные и второстепенные. Основные возмущения – это те, которые оказывают наибольшее влияние на управляемую величину у(t), если же влияние незначительно, то его определяют как второстепенное воздействие. Как основные, так и второстепенные воздействия влияют на систему автоматического управления одновременно.

Под воздействием внешних возмущений в системе автоматического управления происходят различные количественные и качественные изменения, в результате чего управляемые (регулируемые) величины приобретают заданные значения или получают требуемый характер изменения. Значение управляемой величины, предусмотренное алгоритмом функционирования, называется предписанным, а измеренное (фактическое) – действительным. Кроме того, задающие воздействие ещё называют входными х(t) или хз(t), а управляемые величины у(t) – выходными как для системы в целом, так и её для отдельных элементов.

Если в системе автоматического управления только одна управляемая величина, то систему называют одноконтурной. Если же их несколько, причем изменение одной величины влияет на другие, то систему считают многоконтурной.

Итог: Управлять объектом - это, значит, вырабатывать управляющее воздействие u(t) с таким расчетом, чтобы управляемая (регулируемая) величина у( t) изменялась по заданному закону и с требуемой точностью независимо от влияния на объект возмущающего воздействия f(t).

Систему автоматического управления, с указанием всех рассмотренных выше воздействий можно представить в виде следующей структурной схемы:

Рис.1.2 Структурная схема системы автоматического управления с отрицательной обратной связью. На рисунке показаны следующие сигналы: х(t) – задающее (предписанное), входное воздействие; u1(t), u2(t), u3(t) – управляющие, внутренние воздействия; у(t) – управляемая (регулируемая), выходная величина; f(t) – возмущающее (внешнее) воздействие; y1(t) – преобразованное значение выходной величины; e(t)=x(t)-y1(t) – сигнал рассогласования между предписанным и фактическим значениями управляемой величины