Классификация систем автоматического управления
Для ознакомления с основными видами систем автоматического регулирования рассмотрим классификацию САУ по ряду признаков.
1. По характеру изменения задающего воздействийСАУ классифицируются:
а) системы автоматической стабилизации;
б) системы программного регулирования;
в) следящие системы.
Системы автоматической стабилизациипредназначены для поддержания постоянства регулируемой величины Xвых. При этом задающее воздействие XЗ является постоянным (XЗ=const). Структура такой системы одинакова с САР по отклонению. Системы автоматической стабилизации широко применяются в производственных условиях и предназначены для поддержания постоянства различных величин – напряжения, тока, мощности, давления, температуры, различного рода соотношений и пропорций.
Системы программного регулированияслужат для изменения регулируемой величины во времени по определённому заранее установленному закону, называемому программой. В этом случае задающая величина изменяется во времени
.
В качестве примера можно назвать САР электроприводов с задатчиками интенсивности, позволяющими с заданной интенсивностью изменять скорость двигателя. Системы программного управления применяются также для отработки механизмом заданных программой перемещений. Пример: программное управление станками, подъёмными и транспортными механизмами и др.
Следящие системыприменяются для поддержания соответствия между регулируемой величиной Xвых и задающим воздействием XЗ при случайных заранее не определенных изменениях XЗ во времени. Следящие системы широко применяются в различных областях техники, где требуется воспроизведение одним устройством перемещения другого устройства без механической связи между ними. Такая необходимость возникает при дистанционном управлении и измерении различных технологических величин с передачей показаний приборов на расстояние.
2. По способу передачи и преобразованию сигналовСАУ разделяется на системы:
а) непрерывного действия;
б) дискретного действия.
САР непрерывного действия характеризуются тем, что в них в процессе регулирования сигналы на выходе всех элементов системы являются непрерывными функциями во времени.
САР дискретного (импульсного) действия отличаются тем, что в них через определенные промежутки времени происходит размыкание и замыкание контуров управления специальным устройством. Время управления делится на интервалы действия импульсов, в течение которых процессы протекают так же, как и в системах непрерывного управления, и паузы, в течение которых действие регулятора на систему прекращается.
Следовательно, в САР импульсного действия непрерывный сигнал преобразуется (квантуется) в серию импульсов, амплитуда и ширина или число которых в отдельные (дискретные) отрезки времени пропорциональны этому сигналу.
Основными формами преобразования непрерывной величины в дискретную являются:
1) амплитудное преобразование (квантование по уровню), при котором высота импульса пропорциональна дискретному значению непрерывной величины;
2) широтное преобразование (квантование по ширине), при котором ширина импульса (при постоянном периоде повторении импульсов) пропорциональна дискретному значению непрерывной величины;
3) кодо-импульсное преобразование, при котором через определенные промежутки времени вырабатываются серии (пакеты) импульсов, выражающие в определенном коде дискретное значение непрерывной величины.
Основными параметрами импульсов являются:
а) высота (амплитуда);
б) длительность или ширина ;
в) расстояние между импульсами или период повторения .
Расстояние между импульсами определяется их временным положением, т.е. фазой, или частотой . Величина называется скважностью и численно равна отношению времени импульса к периоду повторения , т.е. .
САР релейного действияназывается такая система, среди основных элементов которой содержится хотя бы один релейный. Работа релейного элемента характеризуется тем, что при непрерывном изменении входной величины XВХ и достижении ею определённого значения Xп, называемого пороговым, его выходная величина скачкообразно возрастает до значения XВЫХ 0 (рис 1.8).
Преимуществом дискретного способа преобразования и передачи сигналов состоит в большей по сравнению с непрерывным управлением помехозащищенностью, что увеличивает точность работы системы, и большим быстродействием.
3. По свойствам в устанавливающемся режиме САУ делится на:
а) статические;
б) астатические.
В основе принципа такого деления лежит точность поддержания постоянства регулируемой величины при изменении нагрузки.
Статическая САР –система, в которой при изменении основного возмущения (нагрузки) регулируемая величина отклоняется от заданной величины и величина этого отклонения пропорциональна нагрузке. Статическая характеристика такой системы имеет следующий вид (рис. 1.9), где ∆XВЫХ – статическое отклонение регулируемой величины, пропорциональное нагрузке XВОЗМ. Такие системы часто называют системами пропорционального регулирования.
Точность поддержания постоянства регулируемой величины определяется статическим отклонением и характеризуется статизмом системы.
В ТАУ под статизмом системы понимают отношение отклонения регулируемой величины от заданной к заданной величине при номинальной нагрузке
.
Астатическая САР– система, которая в установившемся режиме работает без остаточного отклонения. Регулируемая величина в этой системе не зависит от нагрузки. Поэтому статизм характеристики данной системы равен нулю. При отклонении регулируемой величины от заданного значения, например, вследствие приложения нагрузки, в системе возникает процесс регулирования, при котором отклонение стремится к нулю, а регулирующее воздействие – к новому установившемуся значению.
Дата добавления: 2016-03-20; просмотров: 1882;