 |
|
Основні види автоматичного керування
Основними задачами автоматичного керування є: підтримання величини вихідної координати постійною; зміна вихідної координати за заданою програмою, зміна вихідної координати за деяким випадковим законом, апріорно невідомим.
Відповідно до цих задач можна виділити такі групи САК: системи стабілізації, системи програмного керування, слідкуючі системи. Окрім цього, виділяють системи екстремального керування, оптимальні системи, адаптивні системи.
Системи стабілізації призначені для підтримки постійного значення керованої величини. Алгоритм функціонування в таких САК може бути записаний у вигляді: y(t)=const. До систем стабілізації належать системи регулювання числа обертів двигуна, стабілізації напруги генератора, стабілізації температури, тощо. Керуючий пристрій називають стабілізатором.
Системи програмного керування – це системи, в яких вихідна координата змінюється за раніше визначеною програмою. Алгоритм функціонування таких систем може бути записаний у вигляді yб=F[x(t)], де функція F і дія x(t) наперед визначені.
Програмне керування можна здійснювати за будь-яким принципом керування або за допомогою їх комбінації.
У реальних системах використовуються два види керування: з часовою програмою і з просторовою програмою. У першому випадку ЗП виробляє безпосередньо функцію x(t). У системах з просторовою програмою рух виконавчого органу (інструменту верстатів, захвату роботів, тощо) здійснюється за заданою в просторі траєкторією.
Слідкуючі системи – це системи, у яких вихідна координата змінюється за випадковим, наперед невідомим законом. У таких системах алгоритм функціонування завчасно невідомий; його можна записати у вигляді: yб(t)=F[x(t)]) де функція F задана, а закон зміни задавальної дії x(t) невідомий. Власне слідкуюча система має алгоритм функціонування yб(t)=x(t), тобто вихідна координата повинна із заданою точністю відтворювати сам задавальний вплив. У більш загальному випадку слідкуючі системи не тільки слідкують за задавальним впливом, але й перетворюють його за певним законом. Тоді ці системи називають перетворювальними, а їх алгоритми функціонування можуть мати вигляд:
Оскільки в слідкуючих системах вхідний вплив являє собою випадкову величину, то для забезпечення високої якості регулювання система повинна мати регулятор (ПК) з високою швидкодією і високою точністю.
Прикладом можуть бути: система відпрацювання кута повороту командної осі, радіолокаційна система автоматичного супроводу літаків, системи керування об'єктами великої маси, тощо.
Слідкуюча система може бути виконана відповідно до будь-якого принципу керування.
Системи екстремального керування здійснюють пошук екстремуму деякої функції і забезпечують роботу в режимі, близькому до екстремуму. Наприклад, система, що забезпечує настроювання радіоприймача на частоту передавальної станції за найбільшою гучністю прийому або за найбільшою яскравістю свічення індикаторної лампи. Необхідним елементом у такій системі є чутливий елемент, що знаходить екстремум.
Оскільки в системах екстремального керування вимірюється значення керованої координати, вони належать до класу систем керування за замкнутим контуром.
Системи оптимального керування. Оптимальне керування використовується як у технічних системах для підвищення ефективності виробничих процесів, так і в системах організаційного керування для вдосконалення, діяльності підприємств. Причому, в першому випадку оптимізація суттєва для перехідних процесів, а в організаційних системах звичайно цікавляться ефективністю конкретного результату. Оптимальні системи можуть бути як розімкнутими, так і замкнутими. Керування здійснюється за підтримкою мінімума чи максимума критерія оптимальності. Мінімум критерію оптимальності – втрати (енергії, речовини, пального, газу тощо), максимум критерію – прибуток.
Адаптивні системи. Адаптивними називаються системи, які автоматично змінюють значення своїх параметрів структури або алгоритму при непередбачених змінах зовнішніх умов, щоб зберігати задану якість її роботи.
Адаптивні системи зі зміною значень параметрів називають системами із самонастроюванням, а системи зі зміною структури - системами із самоорганізацією.