Главная Промышленная автоматика.

автоматическое управление

Предлагаемая книга написана в соответствии с учебной программой по теории систем автоматического управления и предназначена в качестве учебного пособия для студентов вузов по специальности „Автоматизация технологических процессов и производств" (2103), изучающих курс „Теория автоматического управления". Она может быть также использована студентами вузов других электромеханических специальностей (например, „Автоматика и управление в технических системах" (2101), "Электропривод и автоматизация про.мышлсиных установок и технологических процессов" (2105) и т. д.) и снециа-листамн, занимающимися вопросами исследования и проектирования систем автоматического регулирования и управления различного назначения. Предлагаемая книга отражает основные вопросы теории систем автоматического управления, необходимые специалистам, работающим в области автоматизации производственных процессов, промьпнленных установок и создания систем автоматического управления (САУ).

Современные САУ различного технологического оборудования - сложные динамические системы, что обусловлено высокими требованиями к производительности и точности работы таких систем, а также разнообразием выполняемых ими функций. Но независимо от назначения САУ обычно строятся на определенных принципах и общих положениях с использованием типовых элементов, устройств н их комбинаций.

При проектировании высококачественных САУ находят применение методы анализа и синтеза, разработанные в теории автоматического регулирования и управления. Наиболее широкое распространение получили частотные методы исследования замкнутых систем, на основе которых разработаны удобные инженерные способы синтеза корректирующих цепей и приближенного построения переходных процессов в САУ. Основными JinfTnniirTRflviH чягтптиыу мотпяпв являются их унивео-



сальность и простота. К тому же исходные данные для анализа систем (в виде частотных характеристик) могут быть получены не только расчетным, но и экспериментальным путе.м. Инженерные методики расчета СЛУ, излагаемые в настоящей книге, также базируются на частотных представлениях.

Пособие состоит из семи глав, в которых рассмотрены основные вопросы анализа и синтеза линейных, нелинейных, цифровых, оптимальных, инвариантных и самонастраивающихся САУ. Особое внимание уделено плавной работе САУ в режиме низких скоростей в связи с возникновением автоколебаний (как релаксационных, так и гармонических), обусловленных нелинейностью изменения момента трения. Появление автоколебаний на выходе САУ, работающей п режиме низких скоростей, отрицательно сказывается на качестве работы и динамической точности автоматизируемого технологического оборудования. Это приводит к необходи.мости определения условий возникновения и устойчивости автоко.гебаний, а также средств их подавления при проектировании С.\У.

В каждой главе книги подробно излагаются лишь вопросы, достаточно общие или типовые, которые могут служить основой для разработки аналогичных новых САУ разных типов. Математическая трактовка рассматриваемых вопросов позволяет проследить порядок образования расчетных формул или графических .методов расчета.



Глава 1

ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

При управлении каким-либо объектом без участия человека обеспечивается постоянство определенной физической величины, характеризующей состояние объекта, или изменение этой величины в соответствии с некоторым законом на основании конкретной информации. Осуществляется это с помощью системы автоматического управления (СЛУ), которая состоит из двух основных частей; объекта управления и управляющего устройства. Объектом управления может быть любое управляемое техническое устройство или какой-либо технологический процесс. Состояние объекта зависит от приложенных к нему воздействий {g{t)) и от собственных параметров, поэтому характеризуется выходной величиной y{t). Воздействие g{t), поступающее на вход управляющего устройства и содержащее информацию о требуемом значении y{i), называется задающим воздействием. Воздействие, поступающее от управляющего устройства - z{t}-на вход объекта для обеспечения в нем желаемого процесса, называется управляющим воздействием. Воздействие, приложенное к объекту - f{i)-и вызывающее отклонение управляемого параметра от заданного значения, называется возмущающим воздействием.

На рис. 1.1 представлена одна из функциональных схем САУ, на которой показаны основные элементы управляющего устройства (УУ). Задающее во.здсйствие, которое является входным сигналом САУ и определяет требуемый закон изменения выходного сигнала, поступает на чувствительный элемент (ЧЭ). Кроме того, на этот элемент подаются сигналы обратной связи у{1) и возмущающего воздействия f{t). Затем с выхода чувствительного элемента сигнал x{t), который является функцией во.здсйствия х, у, f а характеризует ошибку САУ, усиливается усилителем (У) и поступает на исполнительный механизм (ИМ). Последний вырабатывает и подает на





[0] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

0.0035