Задача автоматизации судовых технических средств состоит в осуществлении автоматического управления различными технологическими процессами. Автоматическим управлением называется управление, осуществляемое без непосредственного участия человека.
Рис. 1. Обобщенная функциональная схема системы управления
Одним из важнейших понятий теории и практики автоматического управления является понятие системы управления (рис. 1), состоящей из управляемого объекта (УО) и управляющего устройства (УУ).
Управляемым объектом называется устройство (совокупность устройств), которое нуждается в специально организованных воздействиях извне для осуществления его алгоритма функционирования.
Под алгоритмом функционирования понимается совокупность предписаний, ведущих к правильному выполнению технического процесса в каком-либо устройстве или совокупности устройств, составляющих систему. Управляющим устройством называется техническое устройство, с помощью которого осуществляется автоматическое управление.
Физическая величина X(t) (см. рис. 1) управляемого объекта, характеризующая процесс и подлежащая автоматическому управлению или регулированию, называется управляемой величиной. В общем случае их может быть несколько.
В зависимости от числа управляемых величин объекты подразделяются на одномерные (с одной управляемой величиной) и многомерные (когда их несколько). В последнем случае в системе может осуществляться многосвязанное автоматическое управление (регулирование).
Понятие (термин) «автоматическое управление» является более общим, чем «автоматическое регулирование».
Автоматическое управление охватывает совокупность операций, необходимых для пуска, автоматической защиты и блокировки, остановки процесса, а также поддержания или изменения в требуемом направлении управляемых величин.
К автоматическому регулированию относятся операции по поддержанию на заданном уровне или изменению в требуемом направлении управляемых величин.
Управляющее устройство в случае автоматического регулирования называется регулятором.
В процессе функционирования системы управляющее устройство оказывает на управляемый объект воздействие, соответствующее алгоритму управления, которое представляет собой совокупность предписаний, определяющих характер воздействий извне на управляемый объект с целью осуществления им заданного алгоритма функционирования.
Под воздействием в общем случае понимается действие внешней среды на известную часть системы или одной части системы на другую.
В связи с этим различают возмущающие f(t), предписанные (задающие) X0(t) и управляющие Z(t) воздействия.
Возмущающим (внешним) воздействием называется воздействие внешней среды на систему, приводящее к нежелательному изменению управляемой величины. В общем случае их может быть несколько. Они подразделяются на основные, вызывающие существенное изменение управляемой величины, и второстепенные (помехи), слабо влияющие на управляемую величину.
При исследовании систем управления основные возмущающие воздействия обычно легче поддаются учету, чем второстепенные.
Предписанным воздействием называется воздействие, содержащее информацию о предписанном (заданном) значении управляемой величины.
Управляющим воздействием называется воздействие, вырабатываемое управляющим устройством и подаваемое на вход управляемого объекта с целью ликвидации нежелательного отклонения управляемой величины от ее предписанного значения. Каждый управляемый объект имеет регулирующий орган, непосредственно воспринимающий управляющее воздействие.
По характеру изменения предписанного воздействия X0(t) системы подразделяются на системы: стабилизации, программного управления и следящие.
Система стабилизации представляет собой систему, в которой предписанное значение управляемой величины X0(t) во времени остается неизменным, т. е. X0(t) = Х0 = const. Эта система предназначена для поддержания с заданной точностью постоянного значения управляемой величины.
В системе программного управления предписанное значение управляемой величины изменяется по заранее заданной программе, т. е. X0(t) = Fn(t), где Fn(t) — программа, заранее известная функции времени.
В следящей системе предписанное значение управляемой величины изменяется по заранее неизвестному закону, т. е: X0(t) = F(t), где F (t) —заранее неизвестная функция времени.
Системы управления подразделяются на статические и астатические. К статическим относятся системы, управляемая величина которых в установившемся режиме изменяется с изменением внешнего возмущения. В астатических системах управляемая величина в установившемся режиме при изменении внешних возмущений остается неизменной.
В теории автоматического управления рассматриваются две проблемы - анализ и синтез систем управления.
В задачу анализа систем управления входит определение их динамических и статических свойств при заданной структуре и известных параметрах системы.
Задача синтеза — более сложная задача: в нее входит определение структуры, значений параметров и состава элементов системы управления, при которых она удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям. Причем если выбор структуры системы является специфической задачей синтеза, то определить значения параметров системы при заданной структуре (параметрический синтез) можно и методами анализа. При синтезе могут рассматриваться частные задачи, например синтез законов управления, корректирующих звеньев и т. д.
Комментариев нет:
Отправить комментарий