![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Более высокое качество управления позволяют получить замкнутые САУ, в которых используется информация об управляемом параметре (рис. 4). В таких системах измеряется значение управляемого параметра. Устройство управления производит сравнение полученного сигнала с заданным значением и при наличии разности вырабатывается управляющее воздействие, направленное на уменьшение полученной величины рассогласования заданного и измеренного значений параметров. При этом устройство управления стремится компенсировать это отклонение независимо от причин, его вызывающих.
Данный принцип управления иногда называют компенсационным принципом Ползунова-Уатта. Такой способ управления является основным для большинства современных САУ.
Рис. 4. Функциональная схема САУ, построенной на базе принципа управления по отклонению.
В САУ, использующей принцип управления по отклонению, управляющее воздействие на объект, определяется как Рассмотрим систему автоматического управления с обратной связью, структурная схема которой представлена на рис 5.
Рис. 5. Структурная схема САУ, построенной на базе принципа управления по отклонению.
В САУ, использующей такой принцип управления входят следующие основные элементы:
· задающее устройство (ЗУ), необходимое для реализации алгоритма работы объекта управления, выражающего в формировании управляющего воздействия ;
· измерительный преобразователь (ИП), обеспечивающий измерение управляемой координаты;
· элемент сравнения (ЭС), выявляющий отклонение управляемой координаты
от ее требуемого значения.
· промежуточный усилитель (У), обеспечивающий формирование требуемого закона управления ОУ.
Принцип работы САУ заключается в измерении управляемой координаты с помощью ИП и сравнении полученного сигнала с задающим
. Элемент сравнения выявляет разность этих сигналов, представляющую ошибку управления. Этот сигнал используется для формирования управляющего воздействия на ОУ
. Очевидно, что выходная координата является функцией как задающего сигнала
, так и своего собственного значения. То есть
. Первая составляющая выходного сигнала формируется по прямому каналу управления, а вторая – по каналу с обратным направлением передачи информации, называемому каналом обратной связи или просто обратной связью. Так как такая связь обеспечивается элементом сравнения, вычисляющим разность сигналов задания и обратной связи, то такой вид обратной связи называется отрицательной. Если сигнал обратной связи определяется алгебраическим суммированием сигналов задания и обратной связи, то такая связь называется положительной. Поэтому такой принцип управления называется управлением с обратной связью. Так как в такой САУ присутствует замкнутый контур для прохождения информации, то такие системы называют замкнутыми САУ. Замкнутой САУ называют систему, в которой процесс управления ОУ зависит от результата управления. Системы, которые непосредственно не используют конечные результаты управления объектом, называют разомкнутыми. Следовательно, САУ, построенные с использованием принципа управления по возмущению являются разомкнутыми. Рассмотрим особенности замкнутых САУ.
Объект управления характеризуется уравнением вида . При отсутствии управления при изменении возмущающего воздействия на ОУ на его выходе появляется отклонение управляемого сигнала от требуемого значения. Это отклонения является ошибкой управления
при отсутствии обратной связи, то есть в разомкнутой системе. Его величина определяется какт
.
Канал измерения сигнала обратной связи может быть представлен выражением вида:
.
Элемент сравнения сигналов представляется выражением вида
.
Управляющее воздействие на объект может быть представлено как
.
С учетом этих уравнений сигнал на выходе объекта управления определяется как
.
Решая это уравнение относительно управляемой координаты ОУ получаем, что
.
Учитывая, что , получаем
.
где – заданное значение управляемой координаты,
— ошибка управления в замкнутой САУ.
– суммарный коэффициент передачи замкнутого контура управления.
Очевидно, что при достаточно большом коэффициенте передачи замкнутого контура управления ошибка управления в замкнутой системе будет много меньше, чем в разомкнутой. То есть справедливо соотношение
. Статические характеристики разомкнутой и замкнутой САУ представлены на рис. 6.
Полученное выражение является базовым для определения свойств и параметров замкнутой САУ. Действительно, если известен суммарный коэффициент усиления замкнутой САУ и ее свойства ОУ, т возможно определение ошибки в замкнутой системе. И наоборот, если задана величина ошибки САУ, возможно определение требуемого суммарного коэффициента передачи с помощью следующего неравенства:
.
Рис. 6. Статические характеристики с САУ с обратной связью.
Очевидно, что при воздействии на объект нескольких возмущающих факторов, свойства уменьшения ошибки управления сохраняются. Действительно, если ОУ представляется выражением вида
, сигнал на выходе объекта определяется как
.
Поскольку , то есть это является ошибкой разомкнутой САУ относительно выбранного возмущающего фактора, то выходная координаты ОУ определяется как
.
Следовательно, суммарная ошибка управления в замкнутой САУ определяется как:
.
Преимущества такого способа управления:
· Большая гибкость и приспособляемость к различным условиям эксплуатации САУ.
· Возможность уменьшения влияния любых внешних возмущений на объект управления.
· Малая чувствительность к изменению параметров регулятора и объекта управления.
Недостатки:
· Невозможность полного устранения влияния возмущающих воздействий на величину вектора выходных состояний объекта управления.
· Возникновение проблем с устойчивостью САУ при попытках увеличения коэффициента усиления системы.
Дата публикования: 2015-01-26; Прочитано: 256 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!