Файл: Теория автоматического управления.doc

Следует отметить, что задачи синтеза и анализа в теории автоматического управления взаимосвязаны. Любая задача синтеза имеет свою предварительную историю и предпосылки, базирующиеся на предшествующих задачах анализа . Даже если объект управления имеет практически нулевую исходную информацию, для решения задачи синтеза делаются различные предположения, которые проверяются при решении задач анализа либо путем экспериментального исследования, либо путем математического моделирования. Обычно задача проектирования САУ осуществляется последовательным приближением к оптимальному варианту : сначала решается задача синтеза, затем – задача анализа, выявляются нежелательные моменты в работе САУ - снова решается задача синтеза и т.д. до получения желаемого результата.

Системы автоматического управления могут быть разомкнутыми и замкнутыми.

Рассмотрим примеры построения систем по разомкнутому и замкнутому циклам.

Разомкнутая система управления скоростью вращения вала двигателя постоянного тока.

Передвигая движок потенциометра Р , мы изменяем ток в цепи возбуждения (ОВ – обмотка возбуждения) генератора Г, что приводит к изменению его ЭДС и, следовательно, напряжения, подводимого к щеткам двигателя ДВ и скорости вращения вала двигателя. С валом двигателя связан тахогенератор (ТГ) - вспомогательный прибор, напряжение на выходе которого (V) пропорционально скорости вращения вала двигателя.

Это – разомкнутая система. Система называется разомкнутой, если в управляющем сигнале не содержится информации о результатах её работы.

В разомкнутой системе воздействие передается в одном направлении – от входа к выходу.

Схема рассматриваемой системы имеет вид:

Потенцио

метр

ОВ

ДВ

ТГ

Пере

мещение

ток

магнитный

поток

напряжение

скорость враще

ния вала дв.

напряжение

Управление по разомкнутой схеме можно построить, базируясь на жестких характеристиках элементов, т.е., зная характеристики элементов, можно рассчитать, какому положению потенциометра соответствует определенная скорость вращения вала двигателя. Однако при работе системы изменяются температура, влажность, происходит старение элементов и т.д., что приводит к изменению их характеристик. Разомкнутая система – неточная система.

Скомпенсировать эти изменения можно с помощью замкнутой системы управления.

Замкнутая система управления скоростью вращения вала двигателя.

ОВ

дв

ТГ

Дд

Привод постоянной

скорости

В замкнутой системе информация о результатах работы системы с её выхода подается на вход.

Передача сигнала с выхода на вход называется обратной связью.

Обратная связь, охватывающая все элементы системы ,называется главной обратной связью. Если обратная связь охватывает один или несколько элементов – это местная обратная связь.

Главная обратная связь должна иметь такое направление, чтобы компенсировать изменение регулируемого параметра, вызванного возмущающим воздействием.

Пусть под действием возмущающего воздействия скорость вращения вала двигателя увеличилась. Для того, чтобы вернуть скорость к нужному значению ( уменьшить) , надо уменьшить ток через обмотку возбуждения.

Для этого надо из тока, протекающего через обмотку возбуждения ,вычесть ток, создаваемый напряжением тахогенератора. Так как выходной сигнал вычитается из входного, то обратная связь называется отрицательной обратной связью (ООС).

Главная обратная связь в САУ – всегда отрицательная.

Структурная схема замкнутой системы управления имеет вид:

Потенцио

метр

ОВ

ДВ