САУ по отклонению, возмущению и комбинированные системы.

 

По принципу управления САУ можно разбить на три группы:

· С регулированием по внешнему воздействию – принцип Понселе (применяется в незамкнутых САУ).

· С регулированием по отклонению – принцип Ползунова-Уатта (применяется в замкнутых САУ).

· С комбинированным регулированием. В этом случае САУ содержит замкнутый и разомкнутый контуры регулирования.

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) W _ос(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.

 

Линеаризация характеристик

Поведение АСР в процессе функционирования представляет собой сочетание статических и динамических режимов. Для синтеза АСР и еѐ отдельных элементов, а также исследования их характеристик необходимо иметь уравнения, связывающие входные и выходные параметры.Различают статическую и динамичекую модели (характеристики).

Статические характеристики АСР.

Статическая модель описывает поведение системы в равновесном состоянии:

, (*)

где у – выходная величина, х – входная ве- личина.

 

x₀ xВ общем случае функция (*) нелинейна, поэтому ее линеаризуют, раcкладывая в ряд Тейлора в окрестностях рабочей точки:

Оставляя только линейные члены ряда можно записать: ,

где -коэффициент передачи объекта.

Если выходная величина объекта зависит от нескольких входных воз- действий, то при линеаризации по методу малых приращений следует опреде- лять частные производные по всем воздействиям, а приращение выходной ве- личины является суммой частных приращений входных воздействий, т.е:

, где Δx1, Δx2, …, Δxn – приращения входных воздействий.

Динамические характеристики

Динамическая модель описывает изменение входных и выходных вели- чин во времени. Если объект имеет один выход, то динамическая модель в общем случае имеет вид:

,

где y(t), x(t) – выходная и входная величины; ai и bi, – постоянные коэф- фициенты; n – порядок уравнения, при этом n≥m – условие физической реализуемости элемента.

Если входных величин несколько – то они и их производные записыва- ются в правой части уравнения. Если объект имеет k выходов, то его динамика описывается системой k дифуравнений. Динамические характеристики рассматривают при трех стандартных входных воздействиях:

· единичном ступенчатом – 1(t),

· единичном импульсном – δ(t),

· периодическом (синусоидальном).

В первых двух случаях полученные характеристики называются времен- ными, в третьем – частотными. По временным характеристикам определяют качество регулирования