Основные функциональные элементы САУ.

Системы автоматического управления отличаются друг от друга объектами управления, конструкцией управляющих устройств, физической природой задающих и управляющих величин. Тем не менее в независимости от этих различий в САУ существуют элементы, выполняющие одинаковые функции. Для САУ можно изобразить функциональную схему, характеризующую функции, выполняемые отдельными элементами. Возможный вид функциональной схемы показан на рисунке. В этой схеме выделены следующие функциональные элементы:

Рис. 13

1. Объект управления (ОУ)

2. Измерительное устройство (Из.У)

3. Задающее устройство (ЗУ)

4. Сравнивающее устройство (элемент сравнения) (СУ)

5. Усилительное устройство (Ус.У)

6. Корректирующее устройство (КУ)

7. Исполнительное устройство (ИУ)

Некоторые из приведенных функциональных элементов в конкретной системе могут отсутствовать. Одно реальное техническое устройство может соответствовать нескольким функциональным элементам. Возможна и обратная ситуация, когда одному элементу соответствует несколько конкретных устройств.

Рассмотрим назначение и свойства элементов функциональной схемы.

1.Объект управления. Физическая природа объектов управления и управляемых величин может быть различной. Изменение режима работы объекта осуществляет управляющий орган, представляющий собой часть ОУ. По своим свойствам объекты управления могут быть устойчивыми, нейтральными, неустойчивыми. Для осуществления автоматического управления необходимо хорошо знать свойства объекта управления и его возможности. Изучение конструкций объектов, их свойств, а также математического описания объектов относятся к специальным дисциплинам соответствующих отраслей знания.

2.Измерительное устройство. Его назначение состоит в измерении действительного значения управляемой величины. В зависимости от природы ОУ измерительные устройства могут быть весьма разнообразными.

3.Задающее устройство. Оно предназначено для установления необходимого значения управляемой величины. Это значение, в частности, может задаваться вручную. Величины на выходах задающего и измерительного устройств должны иметь одинаковую физическую природу.

4.Сравнивающее устройство. Оно сопоставляет значение управляемой величины с ее заданным значением и выявляет отклонение процесса от требуемого хода. Обычно сравнивающее устройство осуществляет операцию вычитания. При этом его выходная величина (сигнал ошибки) пропорциональна отклонению управляемой величины от заданного значения.

5.Усилительное устройство. Оно предназначено для усиления мощности сигнала ошибки. В простейших САУ это устройство может отсутствовать.

6.Исполнительное устройство. Назначением исполнительного устройства является выработка воздействия, прикладываемого к регулирующему органу объекта управления.

7.Корректирующее устройство. Оно применяется для изменения свойств САУ в желаемом направлении. Корректирующие устройства могут образовывать внутренние обратные связи. Эти устройства позволяют улучшить характеристики САУ.

Примеры составления функциональных схем.

1. САУ напряжением генератора (см. рис.14).

Рис. 14

2. САУ числа оборотов двигателя (см. рис.15).

Рис. 15