Тема 6. Автоматические системы регулирования (АСР)

Основные понятия и определения. Величины (параметры), характери­зующие регулируемый процесс. Объект регулирования. Автоматическое ре­гулирующее устройство. Функциональная схема автоматической системы регулирования. Основные элементы схемы. Понятие о замкнутых и разомк­нутых системах. Возмущения и их виды, ошибки регулирования. Обратные связи в АСР, виды обратных связей.

Принципы регулирования: по отклонению, по возмущению и комбиниро­ванный.

Системы прямого и непрямого регулирования, системы непрерывного и прерывного (дискретного) действия. Системы автоматической стабилиза­ции, автоматические системы программного регулирования, автоматические следящие системы. Самонастраивающиеся и адаптивные системы. Статичес­кие и астатические системы.

Задачи исследования АСР. Процессы регулирования. Устойчивость АСР и качество переходного процесса. Требования к АСР.

Типовые динамические звенья: безынерционное, интегрирующее, инер­ционное и дифференцирующее. Статические и переходные характеристики звеньев. Структурная схема АСР, соединение звеньев.

Основы анализа устойчивости АСР. Методы увеличения устойчивости и улучшения качества процесса регулирования. Стабилизирующие и коррек­тирующие устройства и улучшение качества процесса регулирования.

Методические указания

В этой теме освещаются общие принципы построения и действия автоматических систем регулирования. Тема достаточно сложная, так как

здесь изучаются основы теории автоматического регулирования, которые требуют хорошего знания математики.

Прежде всего следует изучить основные понятия, характеризующие регулируемый процесс, и разобрать обобщенную функциональную схему АСР.

По характеру регулирующего воздействия различаются следующие типы регуляторов: позиционные, пропорциональные (П), интегральные (И), пропорционально-интегральные (ПИ) и пропорционально-интегральные дифференцирующие (ПИД) регуляторы. Конкретные примеры различных типов регуляторов даны в книге М.М. Майзеля "Автоматика, телемеханика и системы управления производственными процессами", "Высшая школа".

Для отражения динамических свойств АСР и для исследования этих свойств служит структурная схема. Простейшая составная часть структур­ной схемы, отражающая ее динамические свойства, называется звеном. Учащемуся необходимо ознакомиться с типовыми динамическими звеньями. Для каждого звена нужно уметь записать дифференциальное уравнение, построить переходную харак­теристику при скачкообразном изменении входной величины и дать приме­ры звена.

Теория и методы расчета устойчивости АСР являются очень сложны­ми, поэтому эти вопросы рассматриваются в основном с ка­чественной стороны, что вполне достаточно. При изучении этого раздела темы следует обратить внимание на методы повышения устойчивости и улучшения качества регулирования.

 

Вопросы для самопроверки

1. Приведите типовую функциональную блок-схему автоматической системы регулирования и объясните назначение отдельных блоков.

2. По каким признакам классифицируются автоматические системы регулирования?

3. Как вы понимаете принцип регулирования по отклонению?

4. Каковы преимущества и недостатки регулирования по возмущению?

5. Расскажите об автоматичес­кой системе программного регулирования температуры.

6. Приведите пример статического (пропорционального) регулятора. Перечислите характерные особенности статического регулирования.

7. Какое регулирование называется астатическим? Приведите пример астатического (интегрального) регулятора.

8. От чего зависит воздействие на объект в ПИД - регуляторах?

9. Приведите переходную временную характеристику апериодического

звена.

10. Приведите пример интегрирующего звена. Каким уравнением записываются свойства этого звена?

11. Какая система АСР считается устойчивой?

12. По каким показателям оценивается качество АСР?

13. Для каких целей вводятся корректирующие устройства в АСР?