11
возмущение – это нагрузка).
САР можно рассматривать как частный случай работы САУ, когда задающее воздействие U(t) является постоянной величиной.
СПУ – система программного управления, в котором управляющее воздейст-
вие изменяется по заранее составленной программе.
Цель управления: изменение режима работы объекта управления согласно со-
ставленной программе в функции времени. Например, изменение температуры в ка-
лорифере. Или управление в функции изменения параметров обрабатываемой дета-
ли. Например, в станках с числовым программным управлением.
СПУ можно рассмотреть как частный случай работы САУ, когда закон изме-
нения, задающий воздействие U(t) заранее известен, заранее запрограммирован и в процессе работы не изменяется. Вводится только поданные на вход системы.
САС – система автоматического слежения (или следящая система), которая на выходе в точности воспроизводит случайные сигналы, поданные на вход системы.
Цель управления: копирование (кодирование, преобразование, видоизмене-
ние) на выходе системы сигналов, поданных на ее вход. Сигналы, проходящие через САС, не корректируются, а только (но не всегда) масштабируются по величине или по мощности.
САС можно рассмотреть, как частный случай САУ закон изменения задаю-
щего воздействия U(t) заранее неизвестен.
Вторая группа – это оптимальные управления (ОСУ) с заранее известным
(гибким) алгоритмом управления за счет автоматического поиска и поддержания оптимального управления согласно заданному критерию качества регулирования.
Регуляторы таких систем кроме основного контура регулирования, содержащие ис-
полнительные устройства, имеют дополнительный контур самонастройки, который изменяет алгоритм управления и параметры регулятора для обеспечения оптималь-
ного производственного процесса. Ко второй группе относятся:
СОУ – система оптимального управления, в которой задача оптимального управления сводится к определению оптимального алгоритма управления при за-
данной и не изменяющейся структуре и параметров системы.
12
Цель управления: определение оптимального алгоритма работы системы, ко-
гда известна и структура, и параметры системы управления.
АСУ – адаптивные системы управления, которые автоматически приспосаб-
ливаются (адаптируются) к изменению свойств объекта правления и к изменяю-
щимся внешним условиям работы путем накопления и использования информации,
получаемой в процессе работы, для достижения оптимального поведения системы путем целенаправленного изменения параметров регулятора, структуры системы и совершенствования алгоритма управления.
Цель управления: обеспечение заданного показателя качества регултрования
(критерия качества) в условиях не стационарности объекта управления.
Различают следующие виды адаптивных систем:
-самонастраивающиеся системы,- в которых адаптация производится путем изменения некоторых параметров регулятора и управляющих воздействий.
-самоорганизующиеся системы,- в которых адаптация производится не только за счет изменения ее параметров и управляющих воздействий, а также за счет изменения структуры системы управления путем автоматического подключе-
ния или отключения корректирующих звеньев.
- самообучающиеся системы,- в которых адаптация производится не только за счет изменения ее параметров, управляющих воздействий и подключения коррек-
тирующих звеньев, а также дополнительно за счет совершенствования алгоритма управления путем автоматического поиска оптимальных управлений, упоминания их и с одновременным забыванием старых, менее эффективных алгоритмов управ-
ления.
Система экспериментального управления (СЭУ) – это система, которая са-
мостоятельно в процессе своей работы вырабатывает и поддерживает эксперимен-
тальное значение регулируемого параметра.
Цель управления: непрерывный поиск экстремума по управляющему воздей-
ствию, когда динамические свойства объекта управления случайным образом изме-
няются.
СЭУ – это один из видов самонастраивающихся систем. Выделение ее в само-
13
стоятельный класс связан со специальной особенностью управления такой системы,
когда заранее не известна ни величина, ни даже направления (больше или меньше)
изменения управляющих воздействий. Все это определяется в процессе работы сис-
темы аналитически (рассчитывается) или экспериментально (путем подачи пробных сигналов).
По алгоритму управления.
Принцип программного управления, когда алгоритм управления вырабаты-
вается по заранее составленной программе в задающем устройстве и последователь-
но выдается на объект управления.
В таких САУ вся информация об управлении априорно (заранее) занесена в задающее устройство. По такому принципу работают станки с числовым программ-
ным управлением для получения ткани с вышитым рисунком, светофоры на пере-
крестках и т.д.
Принцип управления по возмущению, когда алгоритм управления выраба-
тывается с помощью датчика возмущающего воздействия и компенсирует вызывае-
мое им отклонение регулируемой величины.
В таких САУ вся информация об управлении на регулятор поступает с возму-
щающего воздействия. Обычно это нагрузка. По такому принципу работают, на-
пример, генераторы с дополнительной обмоткой возбуждения в цепи якоря, в кото-
рой создается дополнительный магнитный поток для компенсации потери напряже-
ния, который пропорционален силе тока нагрузке генератора.
Принцип управления по отклонению, когда алгоритм управления выраба-
тывается по отклонению между заданным и действительным значением регулируе-
мой величиной.
В таких САУ информация определяется с помощью датчика регулируемой величины, сравнивается с заданным и пропорционально ошибке происходит про-
цесс регулирования. Особенность такой САУ – наличие главной обратной связи от регулируемой величины на регулятор. По такому принципу работают большинство САУ для регулирования температуры, давления, частоты вращения двигателей и т.д.
Принцип комбинированного управления, когда алгоритм управления выра-
14
батывается одновременно и по возмущению и по отклонению Такие САУ имеют два контура управления. В первом контуре (по возмуще-
нию) производится быстрое предварительное регулирование, а во втором контуре
(по отклонению) производится медленная и точная регулировка. По такому принци-
пу происходит регулирование, например, давление пара в паровом котле. Пропор-
ционально расходу пара производится регулирование по возмущению (по нагрузке),
а по отклонению давления пара от заданного производится более точное регулиро-
вание.
По закону регулирования.
П-закон регулирования (пропорциональный), когда действие на ОР пропор-
ционально сигналу управления.
И-закон регулирования (интегральный), когда воздействие на ОР пропор-
ционально интегралу (обычно по времени) от сигнала управления.
ПД-закон регулирования (пропорционально диффиринцирующий), когда на ОР подается два сигнала управления. Один пропорциональный, а второй - произво-
дительной от этого пропорционального сигнала.
ПИ-закон регулирования (пропорционально интегральный), когда на ОР по-
дается два сигнала управления. Один пропорциональный, а второй – по интегралу от этого пропорционального сигнала.
По виду обратной связи.
Одноконтурные САУ имеют одну главную обратную связь, служащую для сравнения действительного и предписанного значения регулируемой величины.
Многоконтурные САУ кроме главной обратной связи имеют еще дополни-
тельные (местные) обратные связи, соединяющие выход и вход одного или несколь-
ких элементов системы.
Положительная обратная связь, если с увеличением сигнала на выходе,
сигнал на входе тоже увеличивается.
Отрицательная обратная связь, если с увеличением сигнала на выходе, сиг-
нал на входе уменьшается.
Жесткая обратная связь обеспечивает прохождение сигнала в переходном и
15
в установившемся режиме с одинаковым коэффициентом передачи.
Гибкая обратная связь обеспечивает прохождение сигнала только в пере-
ходном режиме работы системы. В установившемся режиме коэффициент передачи равен нулю (обратная связь обрывается).
По количеству регулируемых величин.
Одномерная САУ, с одной регулируемой величиной.
Многомерная САУ, с несколькими регулируемыми величинами, которые разделяются на:
- системы несвязанного регулирования, в которых регуляторы, предназна-
чены для регулирования различных величин, не связанны друг с другом;
- системы связанного регулирования, в которых регуляторы различных ре-
гулируемых величин имеют друг с другом взаимные связи.
По ошибке в установившемся режиме.
Статическая система, которая, в установившемся режиме работы по отно-
шению к заданному воздействию, имеет отклонение регулируемой величины от за-
данной в зависимости, от величины этого приложенного воздействия.
Астатическая система, которая в установившемся режиме работы по отно-
шению к заданному воздействию не имеет отклонение регулируемой величины от заданной.
По наличию и виду вспомогательной энергии.
Прямое регулирование, когда в системе управления не используется вспомо-
гательная энергия стороннего источника. Энергия датчика достаточно для управле-
ния регулирующим органом энергии.
Непрямое регулирование, когда датчик использует вспомогательную энер-
гию стороннего источника, для управления регулирующим органом.
Системы непрямого регулирования по виду вспомогательной энергии разде-
ляются: электронные, электромеханические, гидравлические, механические, комби-
нированные.
По стабильности параметров системы.
Стационарные системы, в которых все параметры элементов системы не из-