Принципы управления

С помощью регуляторов в систему управления вводятся цепи (контуры) прямых и обратных связей. В зависимости от структуры контуров различают разомкнутое управление, управление по отклонению и комбинированное управление.

Разомкнутое управление предусматривает использование контуров прямой связи по задающему воздействию (см. рис. 1.3)

Рис.1.3.

В системе с разомкнутой цепью воздействий отсутствует обратная связь, вследствие чего при возникновении отклонения выходной переменной от заданного значения, вызванные тем или иным возму-щающим воздействием, сигнал управления на входе объекта остается неизменным. Он является функцией только задающего воздействия и не связан со значение регулируемой координаты, т.е. u =u(Xзад). Примером может служить двигатель М, питающийся от преобразователя П и приводящий в движение механизм, который включает в себя исполнительный орган ИО и передаточный механизм ПМ. На преобразователь, двигатель и механизм действуют возмущения в виде изменения напряжения сети, изменения момента нагрузки и др. Эти возмущения приводят к отклонению выходной координаты (момента, скорости или угла) от предписанного значения, Поэтому разомкнутое управление в практических случаях используется очень редко.

С целью уменьшения, а в идеальном случае - исключения ошибки, обусловленной возмущением, может быть построена система с регулированием по возмущению. Принцип построения такой системы поясняется рис. 1.3. На регулятор через устройство компенсации К1, обеспечивающее измерение возмущений и придание определенных динамических свойств компенсационным каналам, подаются сигналы, зависящие от возмущающих воздействий. Теоретически при правильном выборе передаточных функций компенсационных каналов и точном измерении воздействий можно говорить о полной инвариантности системы к возмущениям, т.е. о полной компенсации влияния возмущений на силовую часть за счет воздействия регулятора. В этом случае управляющее воздействие на входе объекта является функцией от задающего Xзад и возмущающего W воздействий, но, как и ранее, не зависит от значения регулируемой координаты. Поэтому такая система относится к системам с разомкнутой цепью воздействий.

В системе с замкнутой цепью воздействий (замкнутая система) управление, действующее на силовую часть, изменяется при отклонении истинных значений выходных переменных от предписанных, что достигается путем введения обратных связей с выхода системы на ее входы (см. рис.1.4)

Рис. 1.4.

На входе регулятора Р организуется сигнал, пропорциональный отклонениям истинных значений регулируемых переменных от предписанных. Эти отклонения представляют собой ошибку регулирования e =X_зад -X. Таким образом управляющее воздействие u, формируемое регулятором на входе объекта зависит от ошибки регулирования или от разницы заданного и истинного значения регулируемой величины или u=u (e ).

Абсолютная точность решения локальной задачи может быть достигнута при использовании комбинированного управления, предусматривающего прямые и обратные связи. Управляющее воздействие на входе объекта зависит, следовательно, как от ошибки регулирования e , так и от задающего воздействия X_зад, т.е. u= u(e ,X_зад). Прямая связь через корректирующее звено К₂ показана на рис.1.4. штриховой линией