Классификация систем автоматического управления и регулирования. Принципы автоматического управления

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

 

 

Кафедра МАЭС

 

 

Реферат

на тему:Классификация систем автоматического управления и регулирования. Принципы автоматического управления.

 

   

   Выполнила: студентка 4-го курса

                            ФТГС, гр. С-03

                            Раджабова Ж.М.

    Преподаватель: Дуданов И.В.

 

 

 

                                              

                                                        

 

Самара 2014

Классификация систем автоматического управления.

 

     В основу классификации могут быть положены различные признаки. Классификация по основным из них представлена на рис. 1.7. Одним из главных признаков является метод управления, по которому САУ подразделяются на системы, неприспосабливающиеся к изменяющимся условиям работы объекта регулирования и приспосабливающиеся (или адаптивные) системы. 
 
               
 
Рис. 1.7. Классификация систем автоматического управления и регулирования 
 
      Неприспосабливающиеся САУ — это наиболее простые системы, не изменяющие своей структуры и параметров в процессе управления. Большинство САУ относятся к неприспособливающимся. Для этих систем на основе априорной (существует до начала работы) информации выбирают структуру и параметры, которые обеспечивают заданные свойства системы (выполнение целей управления) для типовых или наиболее вероятных условий ее работы. 
 

     Неприспосабливающиеся САУ подразделяются на три типа: 
 
–стабилизирующие системы, обеспечивающие поддержание постоянного заданного значения регулируемой величины; 
 
–программные системы, обеспечивающие изменение регулируемой величины во времени по заданной программе изменения задания; 

–следящие системы, обеспечивающие изменение регулируемой величины в определенном соотношении с задающим воздействием (можно рассматривать, что заданное значение изменяется произвольным образом, не зависящим от данной системы). 
 
     В зависимости от степени участия человека системы управления делятся на автоматизированные и автоматические. 
 
     В автоматических системах участие человека ограничивается функциями инициализации задачи управления. 
 
     В автоматизированных системах функции управления выполняемые человеком, как правило, связаны с выбором вариантов при многовариантных решениях. 
 
     Большинство систем автоматического управления замкнутые, т.е. для принятия решения об изменении состояний объекта управления используется информация о результатах управления, т.е. используется принцип обратной связи.  
 
     В некоторых случаях принцип обратной связи использовать не удается или его использование приводит к существенным затратам. В иных случаях когда известна реакция системы на возмущение известны динамические характеристики объектов управления и потенциальные возможности управляющего органа используется управление по разомкнутому циклу. Для построения электромеханических систем такого типа необходимы исполнительные органы, имеющие жесткие механические характеристики (синхронные машины, шаговые двигатели) 
 
    Разомкнутые системы при относительной простоте и низкой стоимости обладают следующими недостатками: 
 
-не учитывается возможная неточность отработки входного воздействия. 
 
-не учитывается влияние случайных возмущений (электрические помехи, механические толчки и вибрация) 
 
-не учитывается изменение состояния объекта в процессе эксплуатации. 
 

     По числу регулируемых величин САУ делятся на одномерные и многомерные (или многосвязные). Одномерные САУ — это системы управления простейшими объектами с одной регулируемой величиной. Например, в приводах подач станков регулируемой величиной является только одна величина –скорость и поэтому САУ будет одномерной (аналогично в электрической печи с неконтролируемой атмосферой имеется только одна регулируемая величина — температура печи). 
 
     В большинстве случаев САУ регулируют несколько величин и являются многомерными. В некоторых многомерных системах можно выделить несколько каналов регулирования. Каждая регулируемая величина определяется своим регулирующим воздействием, и канал имеет свой регулирующий орган (состояние которого практически не влияет на другие регулируемые величины). Тогда сложный объект как бы распадается на несколько одномерных объектов с одномерными САР. Вместе с тем для многомерных систем характерно наличие связей между регулируемыми величинами. Связи эти могут быть двух родов. Первый род связей — внутренние, обусловленные физическими свойствами объекта. Так, если в приводе подач регулируется момент, то изменение момента будет одновременно оказывать влияние и на скорость подачи. Второй род связей — внешние, т. е. между отдельными регулируемыми величинами. Эти связи накладываются на систему по условиям ее функционирования или на основании требований технологического процесса. Так, при работе привода в составе системы программного управления он оказывается внутри контура позиционного управления. 
 
     В зависимости от принципа представления информации, системы управления делятся на: 
 
-непрерывные системы (аналоговые); 
 
-дискретные системы. 
 
     В непрерывных САУ информация о работе системы и регулирующие воздействия — непрерывные функции времени. В каждом элементе непрерывных систем при наличии непрерывного изменения входной величины непрерывно изменяется и выходная величина. В прерывистых АСУ информация и регулирующие воздействия появляются только в определенные моменты времени, т. е. в системе существует минимум один элемент, в котором при наличии непрерывного изменения входной величины выходная величина изменяется прерывисто (скачкообразно) или существует только в определенные (дискретные) моменты времени. 
 
     Непрерывные системы в свою очередь делятся на: 
 
– линейные системы; 
 
– нелинейные системы. 
 

     К линейным относятся системы, поведение которых описывается линейными дифференциальными уравнениями. Поскольку систем, абсолютно точно описываемых линейными дифференциальными уравнениями, практически не существует, то к линейным системам относятся так называемые линеаризованные системы, описываемые линейными дифференциальными уравнениями приближенно, при определенных допущениях и ограничениях. К нелинейным САУ относятся системы, поведение которых описывается нелинейными дифференциальными уравнениями. При этом в систему достаточно включить один нелинейный элемент (все остальные линейные), чтобы сделать всю систему нелинейной. 
 
    Дискретные системы делятся на: 
 
– релейные; 
 
– импульсные; 
 
– цифровые. 
 
     В релейных системах один из элементов, обычно регулятор, имеет релейную характеристику: его выходная величина скачкообразно изменяется при определенном значении входной величины. 
 
     В импульсных САУ присутствует минимум один элемент с импульсной характеристикой: при непрерывном изменении входной величины выходная величина появляется только в определенные, дискретные, моменты времени. Импульсные характеристики могут иметь различные элементы: чувствительный (или преобразующий) элемент (информация о выходной величине поступает периодически) или регулятор. 
 
     В цифровых система используются цифровые устройства: электронные цифровые вычислительные машины, цифровые измерительные приборы, цифровые регуляторы (контроллеры), созданные на базе микропроцессорной техники.

 

Принципы автоматического упраления.

       Принцип управления по внешнему возмущению

В структуре обязательны датчики возмущения. Система описывается передаточной функцией разомкнутой системы.

Достоинства:

• Можно добиться полной инвариантности к определенным возмущениям.
• Не возникает проблема устойчивости системы, т.к. нет ОС.

Недостатки:

• Большое количество возмущений требует соответствующего количества компенсационных каналов.
• Изменения параметров регулируемого объекта приводят к появлению ошибок в управлении.
• Можно применять только к тем объектам, чьи характеристики четко известны.

Принцип управления по отклонению

Система описывается передаточной функцией разомкнутой системы и уравнением замыкания: x(t) = g(t) - y(t) Woc(p). Алгоритм работы системы заключен в стремлении свести ошибку x(t) к нулю.

Достоинства:

• ООС приводит к уменьшению ошибки не зависимо от факторов ее вызвавших (изменений параметров регулируемого объекта или внешних условий).

Недостатки:

• В системах с ОС возникает проблема устойчивости.
• В системах принципиально невозможно добиться абсолютной инвариантности к возмущениям. Стремление добиться частичной инвариантности (не 1-ыми ОС) приводит к усложнению системы и ухудшению устойчивости.

Комбинированное управление

Комбинированное управление заключено в сочетании двух принципов управления по отклонению и внешнему возмущению. Т.е. сигнал управления на объект формируется двумя каналами. Первый канал чувствителен к отклонению регулируемой величины от задания. Второй формирует управляющее воздействие непосредственно из задающего или возмущающего сигнала.

Достоинства:

• Наличие ООС делает систему менее чувствительной к изменению параметров регулируемого объекта.
• Добавление канала(ов), чувствительного к заданию или к возмущению, не влияет на устойчивость контура ОС.

Недостатки:

• Каналы, чувствительные к заданию или к возмущению, обычно содержат дифференцирующие звенья. Их практическая реализация затруднена.
• Не все объекты допускают форсирование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

 

 

Кафедра МАЭС

 

 

Реферат

на тему:Робототехническая система для чистовой затирки и шлифовки бетонных полов.

 

   

   Выполнила: студентка 4-го курса

                            ФТГС, гр. С-03

                            Раджабова Ж.М.

    Преподаватель: Дуданов И.В.

 

 

 

                                              

                                                        

 

Самара 2014