Принцип разомкнутого управления

Принципиальная схема показывает принцип действия САУ, состоящей из конкретных технических устройств. Принципиаль­ные схемы могут быть электрическими, гидравлическими, кинема­тическими и т.д.

Часть ОУ, с помощью которой можно изменять параметры управляемого процесса называется управляющим органом объекта (УО). Это может быть реостат, вентиль, заслонка и т.п.

Часть ОУ, которая преобразует управляемую величину в про­порциональную ей величину, удобную для использования в САУ, называют чувствительным элементом (ЧЭ). Физическую величину на выходе ЧЭ называют текущим значением выходной величиной ОУ. Как правило, это электрический сигнал (ток, напряжение) или механическое перемещение. В качестве ЧЭ могут использоваться термопары, тахометры, рычаги, электрические мосты, датчики дав­ления, деформации, положения и т.п. Физическую величину на вхо­де управляющего органа О У называют входной величиной ОУ.

Управляющее воздействие u(t) = Х_ех. - это воздействие, прикла­дываемое к УО объекта с целью поддержания требуемых значений управляемой величины. Оно формируется устройством управления (УУ), основным звеном которого является исполнительный эле­мент, в качестве которого может использоваться электрические или поршневые двигатели, мембраны, электромагниты и т.п.

Задающим устройством (ЗУ) называется устройство, задаю­щее программу изменения управляющего воздействия, то есть фор­мирующее задающий сигнал u_o(t). В простейшем случае u_o(t) = const. ЗУ может быть выполнено в виде отдельного устройства, быть встроенным в У У или же вообще отсутствовать. В качестве ЗУ мо­жет выступать кулачковый механизм, магнитофонная лента, маят­ник в часах, задающий профиль и т.п.

В функциональной схеме функциональные звенья изобража­ются прямоугольниками, в которых записывают функцию преобра­зования входной величины в выходную и = X_вых (рис.1.5). Эти величины могут иметь одинаковую или различную природу, например, входное и выходное электрическое напряжение, или электрическое напряжение на входе и скорость механического перемещения на вы­ходе и т.п.

Величина f(t), подаваемая на второй вход звена, называется возмущением. Она отражает влияние на выходную величину y(t) из­менений окружающей среды, нагрузки и т.п.

В общем случае функциональное звено может иметь несколь­ко входов и выходов (рис.1.6). Здесь м,, и₁, u₂,…, и_n - входные (управля­ющие) воздействия; f₁, f₂,…,f_m - возмущающие воздействия; y₁, y₂,…,y_k - выходные величины.

Рис. 1.5. Функциональные звенья

Принцип работы функци­ональных звеньев может быть различным, поэтому функци­ональная схема не дает пред­ставление о принципе действия конкретной САУ, а показывает лишь пути прохождения, спосо­бы обработки и преобразования сигналов.

 

Рис. 1.6. Функциональное звено

Сигнал - это информационное понятие, соответству­ющее на принципиальной схеме физическим величинам. Пути его прохождения указываются направленными отрезками (рис. 1.7). Точки разветвления сигнала называются узлами. Сигнал определя­ется лишь формой изменения физической величины, он не имеет ни массы, ни энергии, поэтому в узлах он не делится, и по всем путям от узла идут одинаковые сигналы, равные сигналу, входящему в узел. Суммирование сигналов осуществляется в сумматоре, вычитание -в сравнивающем устройстве.

Рис. 1.7. Пути прохождения сигнала