Автоматическое регулирование как вид управления

Необходимость автоматического регулирования как вида управления обусловлена тем, что на любой объект управления (ОУ) действуют «вредные» факторы, называемые возмущающими воздействиями или просто возмущениями, которые приводят к незапланированным отклонениям величины рабочих параметров, характеризующих нормальное функционирование ОУ. Задача автоматического регулирования – обеспечить значения рабочих параметров ОУ на уровне заданных значений с требуемой точностью.

В системах автоматического регулирования (САР) при их проектировании реализуют тот или другой из трех возможных принципов регулирования: регулирование по отклонению; регулирование по возмущению; комбинированное регулирование.

Регулирование по отклонению (рис. 15,а) предполагает построение замкнутой системы, т. е. такой системы, в которой,

Рис. 15. Блок – схемы систем автоматического регулирования:

а) по отклонению; б) по возмущению; в) комбинированное

регулирование

кроме прямого канала управления, используется еще канал обратной связи. По каналу обратной связи информация о значении регулируемой величины У с выхода системы подается на ее вход, которым является вход управляющего устройства (УУ), где это значение сравнивается с задающим воздействием Хо. Если разница /Хо – У/, т. е. отклонение DУ, окажется больше допустимого, управляющее устройство формирует регулирующее (управляющее) воздействие U, которое возвращает параметр У в заданные пределы. Управление по такой схеме может осуществляться только в том случае, если обратная связь, по которой сигнал проходит с выхода системы на ее вход, будет отрицательной (значение У вычитается при операции сравнения из величины Хо). В системах регулирования по отклонению для обеспечения требуемой точности регулируемого параметра достаточно иметь один канал обратной связи, сколько бы возмущений, способных вызвать изменения величины регулируемого параметра, ни действовали на ОУ, и это обстоятельство – очень существенное положительное свойство таких систем.

Системы, в которых реализован принцип регулирования по возмущению (рис. 15,б), являются разомкнутыми. В этих системах измеряется и контролируется не регулируемый параметр непосредственно, как в предыдущем случае, а возмущение Z, информация о величине которого по каналу компенсации подается на вход системы. Управляющее устройство в зависимости от величины возмущения формирует соответствующее этой величине регулирующее воздействие, которое должно компенсировать влияние Z на У с требуемой точностью. В исправной и правильно спроектированной системе такая компенсация и происходит, однако система не имеет информации о конечном результате управления, и это следует рассматривать как существенный недостаток принципа регулирования по возмущению. Кроме того, система должна иметь столько каналов компенсации, сколько возмущений планируется учитывать при ее построении.

Положительными свойствами таких систем можно считать, во-первых, то, что разомкнутые системы всегда устойчивы, во-вторых, системы в принципе позволяют начинать корректировку режима одновременно с возникновением возмущения, упреждая его влияние на регулируемый параметр. Другими словами, эти системы способны обеспечить очень высокую точность регулируемому параметру.

При комбинированном регулировании (рис. 15,в) реализуются оба вышерассмотренные принципы. Однако технически такие системы значительно сложнее, и поэтому, как правило, стараются

обходиться или принципом регулирования по отклонению, или регулированием по возмущению.