Принципы автоматического регулирования

По принципу управления САУ можно разбить на три группы: с регулированием по внешнему воздействию – принцип Понселе; с регулированием по отклонению – принцип Ползунова-Уатта (применяется в замкнутых САУ); замкнутое регулирование; с комбинированным регулированием – в этом случае САУ содержит замкнутый и разомкнутый контуры регулирования.

 

4.1.1 Принцип регулирования по внешнему возмущению

Структурная схема САУ с разомкнутым регулированием представляет собой последовательное соединение блоков задающего воздействия, регулятора и объекта. Система описывается передаточной функцией разомкнутой системы. При этом отсутствует обратная связь (ОС) - рисунок 4.1.

 

 

Рисунок 4.1 - Принцип разомкнутого регулирования

Достоинства:

- можно добиться полной инвариантности к определенным возмущениям;

- не возникает проблемы устойчивости системы, так как нет обратной связи.

Недостатки:

- большое количество возмущений требует соответствующего количества компенсационных каналов;

- изменения параметров регулируемого объекта приводит к появлению ошибок в управлении;

- можно применять только к тем объектам, чьи характеристики четко известны.

 

4.1.2 Принцип управления по отклонению

В этом случае система описывается передаточной функцией разомкнутой системы и уравнением замыкания

Алгоритм работы системы заключен в стремлении свести ошибку рассогласования x(t) к нулю (см. рисунок 4.2).

 

 

Рисунок 4.2 - Принцип замкнутого регулирования

 

Достоинства: ООС приводит к уменьшению ошибки независимо от факторов, ее вызвавших (изменений параметров регулируемого объекта или внешних условий).

Недостатки:

- в системах с обратной связью возникает проблема устойчивости;

- в системах принципиально невозможно добиться абсолютной инвариантности к возмещениям. Стремление добиться частичной инвариантности (не первыми обратными связями) приводит к усложнению системы и ухудшению устойчивости.

 

4.1.2 Комбинированное управление

Комбинированное управление заключено в сочетании двух принципов регулирования по отклонению и по внешнему воздействию. Первый канал чувствителен к отклонению регулируемой величины от задания. Второй формирует управляющее воздействие непосредственно из задающего сигнала (см.рисунок 4.3).

Достоинства:

- наличие ООС делает систему менее чувствительной к изменению параметров регулируемого объекта;

- добавление канала (ов), чувствительного к заданию или возмущению, не влияет на устойчивость контура ОС.

Недостатки:

- каналы, чувствительные к заданию или к возмущению, обычно содержат дифференцирующие звенья. Их практическая реализация затруднена;

- не все объекты допускают форсирование.

 

Рисунок 4.3 – Принцип комбинированного регулирования