1.1.6 Система автоматичного керування та її основна задача

Системне об`єднання об`єкта керування та керуючого пристрою (рис.1.15) за допомогою ідентичних зв`язків приводить до їх замикання , тобто утворення системи керування

Рис.1.16 Узагальнена схема системи керування

Властивості системи керування визначаються відповідним оператором системи

(1.11)

При цьому треба розуміти, що стан системи в будь який момент часу є функцією початкового стану та векторів , тобто

(1.12) Звичайно ціль керування полягає у підтримці екстремуму деякого функціонала , який відображає якісну оцінку дії системи

(1.13) При цьому можна визначити зв`язок вектора керування від векторів сигналів , діючих у системі , тобто визначити алгоритм керування .

Якщо обчислення цілі керування, критеріальної оцінки неможливо, то запроваджуються показники якості

(1.14) де – екстремуми цілей керування для ідеальної та діючої, реальної системи.

У найпрoстішому випадку показником системи керування (Рис.1.17) може бути відхилення керованої величини від заданого значення , тобто похибка системи.

Рис. 1.17 Система керування з контролем керованої величини

В цьому випадку визначає закон керування, який реалізується у системі, а мінімізація вектора похибки становить суть керування.

Розглянемо типову структуру системи автоматичного керування (Рис.1.18), на прикладі якої будуть розглядатися основні задачі аналізу , методи поліпшення якості та методи синтезу динамічних регуляторів і коректуючи ланок.

Рис. 1.18 Типова система керування швидкістю обертання валу навантаження ДПС

ГЗЗ - Головний зворотний зв’язок

КК - Канал компенсації

П₁ - Потенціометр - давач задаючого впливу

К₁ - Попередній підсилювач із коефіцієнтом підсилювання К₁

К_{У -} Підсилювач потужності із коефіцієнтом підсилювання К_У та

внутрішним опором R_i

ДПС - Двигун постійного струменя із незалежним збудженням =U

L_Я - Індуктивність якірної обмотки ДПС

R_Я - Омічний опір якірної обмотки ДПС

Р - Редуктор із коефіцієнтом редукції і

М_Н - Момент навантаження

Тг - Тахогенератор

П₂ - Потенціометр моментної муфти із коефіцієнтом передачі К₃

П₃₃ - Потенціометр зворотного зв’язку

U_g - Задаючий вплив

U_В - Напруга на вході підсилювача потужності

І_Я - Струмінь якірного ланцюга ДПС

N_Д - Швидкість обертання вала ДПС

N - Швидкість обертання вала навантаження

U_K - Напруга каналу компенсації

N_ХХ - Швидкість холостого ходу

Висновки:

1. Система, складена з керованого об'єкта та автоматичного керуючого пристрою, взаємодіючих між собою з визначеною ціллю , відповідно з алгоритмом керування, називається системою автоматичного керування.

2. Основна задача керування полягає у виробленні керуючого впливу u(t) з таким рахунком, щоб керована величина y(t) змінювалась за потрібним законом з визначеною точністю, незалежно від дії на об'єкт збуджуючого впливу v(t).