Классификация систем автоматического управления

Задачей системы автоматического управления является формирование и выдача на объект воздействий, обеспечивающих требуемое течение технологического процесса. В зависимости от вида получаемой информации об управляемых или о возмущающих величинах автоматические системы подразделяются на классы:

- замкнутые (принцип Ползунова- Уатта, по отклонению);

- разомкнутые (принцип Понселе, по возмущению);

- комбинированные (по замкнуто-разомкнутому циклу).

В системах замкнутого цикла используется информация об управляющих величинах y(t). Они сравниваются с заданиями g(t), т.е. преобразуются в отклонения ε(t) = g(t) – y(t), а затем на основании отклонений ε(t) регулятор вырабатывает регулирующее воздействие u(t) – реализуется принцип управления по отклонению. По виду задания, поступающего с задатчика, различают системы стабилизации, следящие и программного управления. В системах стабилизации задание постоянно, т.е. g(t)=const. В следящих оно изменяется в определенных пределах по неизвестному заранее закону. Задание в системах программного управления изменяется во времени по определенной программе. Основной недостаток управления по принципу отклонения это то, что возмущающее воздействие, поступающее на объект, подавляется только после того, как оно вызовет ответную реакцию объекта.

g

регулятор

ОС

Рис. 4. Блок-схема САР по отклонению

Регулирование по возмущению или по компенсации - разомкнутый цикл - основано на том, что из совокупности возмущений f(t), действующих в системе, выбирается одно, главное, на которое реагирует САР. При этом компенсируется влияние на регулируемый параметр y(t) только основного возмущающего воздействия и регулирующее воздействие u(t) формируется в САР согласно результатам главного возмущающего фактора, действующего на объект. От замкнутого цикла отличается отсутствием обратной связи.

f (t)

g(t)

регулятор

Рис. 5. Блок-схема САР по возмущению (компенсации)

Достоинство этого принципа в том, что влияние возмущающего воздействия f(t) может быть устранено до того, как произойдет отклонение регулируемого параметра, вследствие воздействия регулятора на объект. Регулируемый параметр y(t) на выходе объекта не связан со входом регулятора. Регулирующее воздействие не зависит ни от протекания (хода) процесса в объекте, ни от регулируемого параметра, а формируется лишь возмущающим воздействием и законом управления по возмущению. Недостатком систем разомкнутого цикла является невозможность корректировки управляющего воздействия при нежелательном изменении управляемой величины под действием возмущений.

Пример схемы регулирования температуры в термокамере по принципу компенсации приведен на рис. 6.

Рис. 6. Схема регулирования температуры в термокамере по принципу компенсации.

Комбинированный (замкнуто-разомкнутый) принцип регулирования по отклонению и по возмущению сочетает достоинства и недостатки указанных выше принципов. В комбинированной САР воздействие по нагрузке f(t) обеспечивает немедленное формирование регулирующего воздействия u(t) согласно изменениям нагрузки (контур I) и по отклонению (контур II), для устранения погрешностей, возникающих в результате неточности регулирования по нагрузке.

I f (t)

g

регулятор

II ОС

Рис. 7. Блок-схема комбинированной САР

Рис. 8. Пример схемы комбинированной системы автоматического регулирования температуры в термокамере.