Синтез системы автоматического управления Постановка задачи синтеза системы

Инженерная задача конструирования системы автоматического управления, обеспечивающей требуемые показатели качества процесса управления (быстродействие, точность, характер процесса), является задачей синтеза. При синтезе системы автоматического управления необходимо определить ее структуру и параметры, исходя из требуемых качественных характеристик управляемого процесса. Задача синтеза, как и большинство инженерных задач, многовариантна и носит эвристический характер. Для решения задачи синтеза САУ в широком смысле этого слова невозможно создать законченные алгоритмы, обеспечивающие решение.

В теории автоматического управления задача синтеза понимается ýже и сводится к задаче выбора параметров системы и определения необходимых структурных изменений некоторой имеющейся системы, направленных на обеспечение требуемого качества системы. Решение задачи выбора параметров системы с целью обеспечения необходимого качества рассматривается как задача параметрического синтеза системы. В том случае, когда решается задача определения необходимых структурных изменений системы для обеспечения её заданного качества, говорят о структурном синтезе системы.

При решении задачи структурного синтеза структурные изменения системы достигаются введением в систему некоторых дополнительных элементов, называемых корректирующими звеньями. Вид корректирующего звена и его параметры выбираются таким образом, чтобы качественные показатели системы после введения в нее корректирующего звена улучшились и достигли заданных значений. К структурному синтезу приходится прибегать в том случае, когда никакие изменения параметров системы не дают желаемого результата.

П ри решении задачи синтеза обобщённую структуру системы автоматического управления следует рассматривать в виде, представленном на рис. 116, где УУ – устройство управления, Об – объект управления. Параметры объекта Об обусловлены свойствами объекта управления и изменению не подлежат.

Возможность изменения параметров или структуры существует только для устройства управления УУ. Используя различные методы теории управления, в процессе решения задачи синтеза определяют требования к структуре и параметрам устройства управления. Если, например, для управления используется серийный промышленный регулятор, то при управлении конкретным объектом регулятор должен быть настроен на этот объект.

При настройке регулятора определяются и устанавливаются такие его параметры, при которых обеспечивается требуемое качество системы автоматического управления. Решается вопрос о требуемых параметрах настройки регулятора с использованием методов синтеза системы автоматического управления. Задача синтеза – обеспечение такой структуры и параметров системы автоматического управления, при которых обеспечивается требуемое качество процессов в системе.