Структурная схема САУ с обратной связью. Назначение элементов.

Рассмотрим системы, реализующие принцип управления по отклонению.

Рис. 1.2. Замкнутая система управления.

В этом случае в структуру системы управления вводится добавочный канал, по которому контроллер получает информацию о действительных значениях координат вектора в каждый момент времени; что позволяет контроллеру при появлении ошибки управления изменить управляющее воздействие таким образом, чтобы обеспечить выполнение требования

, (1.3)

где - некоторая скалярная функция от вектора ошибки управления , называемая критерием управления, который численно характеризует степень успешности достижения системой управления поставленной перед ней цели.

Соответствующая функциональная схема системы управления приведена на рис. 1.2.; канал, по которому информация с выхода объекта подается на вход контроллера называется каналом обратной связи, или просто обратной связью.

В системах управления с обратной связью имеется замкнутый контур циркуляции сигналов, поэтому такие системы получили название замкнутых.

Замкнутые системы способны обеспечивать высокое качество управления при наличии неконтролируемых координат у вектора . Следовательно, обратная связь - это средство управления при неполной информации, придающее системе свойство адаптивности (приспосабливаемости) к изменениям условий ее работы.

Однако быстродействие замкнутых систем ниже, чем у разомкнутых, т.к. они реагируют лишь на следствие (изменение вектора ) воздействия на объект возмущений и принципиально не способны предотвратить появление ошибки управления . Поэтому для них цель управления формулируется в виде требования (1.3).

Командный блок непрерывно анализирует полученную информацию на основании принятого критерия качества управления . На основании такого анализа он может принять решение все оставить без изменений, если качество управления будет признано удовлетворительным, или модифицировать алгоритм управления, если оно окажется недопустимо низким.

Системы управления, способные изменять в процессе функционирования алгоритм управления, приспосабливаясь, таким образом, к изменяющимся условиям работы, получили название адаптивных.

В тех случаях, когда некоторые из возмущающих воздействий доступны непосредственному контролю, целесообразно использовать системы, в которых управление осуществляется как по возмущению, так и по отклонению. Такие системы называются комбинированными (рис. 1.3). Согласно рис. 1.3 в комбинированной системе контролируемое возмущение поступает на вход так называемого корректирующего устройства, вырабатывающего сигнал , который затем со знаком минус добавляется сумматором к сигналу задания . Следовательно, в комбинированной системе ошибка управления определяется равенством

. (1.4)

Согласно выражению (1.4) комбинированная система быстрее реагирует на контролируемое возмущение , т.к. сигнал оказывает влияние на величину ошибки управления сразу при появлении этого возмущения, еще до того, как оно повлияет на управляемый объект.

 

 

Рис. 1.3. Комбинированная система управления.