 |
|
Управление техническими системами
Введение
Целенаправленные процессы, выполняемые для решения различных задач, представляют собой организованную и упорядоченную совокупность действий-операций, которые делятся на два основных вида:
– рабочие операции;
– операции управления.
Первые представляют собой действия непосредственно необходимые для выполнения процесса решения задачи – вращения вала двигателя, подача топлива, передача электроэнергии, или иной энергии и т.д.
Для правильного и качественного выполнения Р.О. необходимы сопровождающие их действия другого рода – операции управления, обеспечивающие порядок выполнения Р.О.
Совокупность технических устройств, выполняющих Р.О., называются объектами управления.
Совокупность технических средств управления и объекта управления называется системой управления.
Состояние объекта управления характеризуется рядом величин, часть из которых является определяющими. Эти величины должны измеряться в процессе управления. Такие величины называются контролируемыми (выходными) (Y).
Под действием внешних возбуждающих воздействий f (изменение режима работы или нагрузки) – изменяется состояние объекта управления. Это приводит к отклонению контролируемых величин от заданных значений.
Для ликвидации этих отклонений вырабатываются управляющие воздействия, поступающие на объект управления (ОУ) от управляющего устройства УУ-Х
Структурная схема системы управления имеет вид (рисунок 1).
Рисунок 1
В общем случае зависимость между этими переменными может быть записана в виде:
где Т – некоторый оператор объекта.
В простейшем случае, это может быть функциональная зависимость.
В этом случае объект называется статическим или безинерционным, а уравнение – статической характеристикой.
Всякий объект, обладающий массой, является динамическим, поскольку его реакция на изменение внешних воздействий не может быть мгновенной.
Переменные Х, Y и f в динамических объектах обычно связаны дифференциальным уравнением, содержащим в качестве переменной время t.
В основе используемых в технике алгоритмов управления лежат некоторые общие, фундаментальные принципы управления, определяющие, как связаны алгоритмы управления с заданным и фактическим функционированием объекта.
Используются три фундаментальных принципа:
– разомкнутого управления;
– обратной связи;
– компенсации.