Обратная связь, звено, передаточная функция

Система автоматического управления (регулирования) (САУ или САР)- это замкнутая автоматическая система, основанная на принципе обратной связи управлении объектом с использованием информации о результатах управления. Так как при управлении происходит постоянное сравнение выходного параметра Y(t) с заданным Y_тр(t), в результате выявляется ошибка (1.1.4)

Y(t) - Y_тр(t) = ½± DY(t)½ .

Эта ошибка компенсируется процессом регулирования по обратной связи (рис.1.1.3)

DY(t) = f (X₃(t) - X_oc(t)), (1.1.7)

где X₃(t) - заданный параметр, X_oc(t) - выходная величина ООС.

Из соотношений (1.4)...(1.7) видно, что обратная связь должна быть всегда отрицательной в автоматических системах регулирования.

Некоторые элементы автоматической системы в отдельных случаях могут отсутствовать, но главная обратная связь (ГОС) должна функционировать всегда, так как с ее помощью выявляется соответствие действительного состояния объекта регулирования заданному. Наличие главной обратной связи - основной признак САУ (САР).

Отрицательная обратная связь в САУ является главным звеном в управлении. Обратные связи подразделяются на главные, внутренние и компенсирующие.

Для математической формализации функционирования САУ на структурной и функциональной схемах выделяют элементы или звенья и математически описывают их работу с помощью передаточных функций.

Звенья или элементы САУ приведены на рис. 1.1.3...1.1.5.

На структурных схемах САУ элементы обозначены математическими моделями в виде передаточных функций:

K_эу; W_тр(t); W_g(t); K_тг.

Передаточная функция представляет собой математическое описание функционирования звена САУ.

Математическое описание может быть в виде временных соотношений, дифференциальных уравнений или в параметрических изображениях по Лапласу.

1.1.4. Системы стабилизации, программного управления
и следящие

Функционирование САУ задается определенной совокупностью предписаний (алгоритмом) Y_тр(t), определяющих характер изменения выходной величины объекта

Y(t) = Y_тр(t).

Различные алгоритмы функционирования определяют три основных класса САУ:

1. Системы стабилизации, у которых выходная величина остается неизменной. Эти системы наименее сложны и их относят к системам автоматического регулирования (САР):

Y_тр(t) = Const. (1.1.8)

2. Системы программного управления, обеспечивающие изменение выходного объекта по заданной программе непрерывно

Y_тр(t) = f (X₁, X₂, X₃, DX_i ,... X_n, t) (1.1.9)

или дискретно

. (1.1.10)

3. Следящие системы, в которых выходная величина полностью соответствует изменениям величины, действующей на входе системы по заранее неизвестному закону

Y(t) = Y_тр(t).

Следящие системы широко используются в сварочных процессах с системой телеуправления и техническим зрением.

Эти системы применяются в тех случаях, когда необходимо управлять сварочным оборудованием и контролировать его работу на расстоянии в условиях ремонтно-монтажных работ в атомной энергетике.