Принцип управления по отклонению

Автоматическое регулирование характеризуется тем, что функции управления находятся в зависимости от действительного хода производственногопроцесса с целью поддержания требуемых показателей этого процесса. Контроль и информация о действительных значениях показате­лей этого процесса осуществляются с помощью обратных связей.

В общем случае такая система автоматического регулирований может быть представлена на рис. 1.2, б. В системе используется замкнутое управ­ление (принцип обратной связи или управление по отклонению). От­клонение регулируемой величины представляет собой разность между действительным измеряемым её значением и заданным значением. Обратная разность между заданным и действительным значениями называ­ется ошибкой регулирования. Под управляющим устройством понима­ется техническое устройство, с помощью которого осуществляется авто­матическое управление объектом управления.

Регулируемая величина X_вых определяется задающим воздействием X_вх= X_з на входе системы, т. е. воздействием, вводимым в систему и опреде­ляющим необходимый закон изменения регулируемой величины. На вход системы в элемент сравнения кроме задающего воздействия подается по цепи обратной связи фактическое значение регулируемой величины. На вы­ходе элемента сравнения, т.е. на входе управляющего устройства УУ, появ­ляется отклонение или управляющее воздействие

,

которое обеспечивает изменение регулируемой величины по заданно­му закону.

Управляющее устройство, в зависимости от величины и знака упразд­нения, формирует регулирующее воздействие и. Таким образом, принцип замкнутого управления учитывает не только задание, но и фактическое состояние объекта управления и действующих возмущений. Поэтому данный принцип является наиболее универсальным и позволяет решать успешно задачи управления, несмотря на неопределённость объекта управления и характера возмущений.

Класс таких автоматических систем, построенных на основе принципа замкнутого управления, получил название систем автоматического ре­гулирования (САР). Свойство универсальности таких систем позволяет применять их очень широко в технике и природе.

Обратные связи в замкнутых САР служат для формирования статиче­ских и динамических характеристик системы. Эти характеристики определяются назначением САР и требованиями, предъявляемыми к ней со стороны технологического процесса. Обратные связи контролируют ход процесса и в случае отклонения его от заданного передают корректирующие сигналы на вход системы или на вход группы элементов, охватываемой данной обратной связью.

САР должна иметь хотя бы одну обратную связь, служащую для срав­нения действительного и заданного значений регулируемой величины. Такая обратная связь называется главной. Она соединяет выход системы с её входом, охватывая все основные элементы. Системы, имеющие одну главную обратную связь (ГОС), называются одноконтурными. Некоторые САР кроме главных обратных связей (ГОС), число которых определяется числом (ГОС) регулируемых величин, могут иметь ещё несколько допол­нительных (местных). Дополнительные обратные связи (ДОС) соединяют выход одного или нескольких элементов системы. САР, имеющие кроме главной, ещё одну или несколько дополнительных обратных связей, назы­вают многоконтурными (рис, 1,3).

В зависимости от характера передаваемого воздействия обратные связи делятся на жёсткие и гибкие. Жёсткие обратные связи действуют как в установившемся, так и в переходных режимах. Гибкие обратные связи действуют только в переходных режимах. Средствами осуществле­ния жёстких обратных связей являются различные измерительные уст­ройства - датчики, передающие сигнал на узел сравнения. Средствами осуществления гибких обратных связей являются устройства дифферен­цирования и интегрирования.

По действию на систему обратные связи делятся на положительные и от­рицательные. Положительные, если с увеличением сигнала на выходе управляющий сигнал на входе увеличивается, и отрицательные, если с уве­личением сигнала на выходе управляющий сигнал на входе уменьшается.

Недостатки систем с регулированием по возмущению могут быть уст­ранены при применении систем с комбинированным управлением, в которых регулирование по возмущению сочетается с регулированием по отклонению. В этом случае устраняется влияние на процесс регулирова­ния основного возмущения. Кроме того, благодаря наличию обратной свя­зи по регулируемой величине, ограничивается действие второстепенных возмущений. Иногда эти системы называют разомкнуто-замкнутыми. Они обладают сравнительно высокой точностью поддержания заданной регулируемой величины.

Функциональная схема системы регулирования, обеспечивающей на­стройку и выбор требуемого алгоритма управления в зависимости от изменения условий работы и параметров объекта управления, представлена на рис. 1.4.