Классификация элементов систем

Системы управления строятся из элементов (устройств, к числу которых можно отнести регуляторы, датчики, исполнительные устройства, а также элементы объекта управления). Элементы СУ также можно классифицировать по нескольким признакам:

1 По функциональному назначению:

· измерительные,

· усилительно-преобразовательные,

· исполнительные,

· корректирующие.

2 По виду энергии, используемой для работы:

· электрические,

· гидравлические,

· пневматические,

· механические,

· комбинированные.

3 По наличию или отсутствию вспомогательного источника энергии:

· активные (с источником энергии),

· пассивные (без источника).

4 По характеру математических соотношений:

· линейные – для которых справедлив принцип суперпозиции,

· нелинейные.

5 По поведению в статическом режиме:

· статические, у которых имеется однозначная зависимость между входными выходным воздействиями (состояние статики). Примером является любой тепловой объект. Например, если на вход электрического нагревателяподать некоторое напряжение, то с течением времени его температура установится на соответствующем значении (вид зависимости температуры отвремени может иметь вид, представленный на рисунке 1.12, а). При этомустановившаяся температура будет зависеть от величины поданного напряжения.

· астатические - у которых эта зависимость отсутствует. То есть, при постоянном входном воздействии амплитуда сигнала на выходе непрерывно растет с постоянной скоростью, ускорением и т.д. Пример: Зависимость угла поворота ротора электродвигателя от приложенного напряжения. При подаче напряжения угол поворота будет постоянно возрастать, поэтому однозначной зависимости у него нет (пример см. на рисунке 1.12, б).

 

 

Лекция 3. Характеристики и модели элементов и систем. Основные модели. Статические характеристики. Временные характеристики

Основные модели

Работу системы регулирования можно описать словесно. Так, в п. 1.1 описана система регулирования температуры сушильного шкафа. Словесное описание помогает понять принцип действия системы, ее назначение, особенности функционирования и т.д. Однако, что самое главное, оно не дает количественных оценок качества регулирования, поэтому не пригодно для изучения характеристик систем и построения систем автоматизированного управления. Вместо него в ТАУ используются более точные математические методы описания свойств систем:

· статические характеристики,

· временные характеристики,

· дифференциальные уравнения,

· передаточные функции,

· частотные характеристики и др.

В любой из этих моделей система может быть представлена в виде звена, имеющего входные воздействия Х, возмущения F и выходные воздействия Y (см. рисунок 1.13). Под влиянием входных воздействий выходная величина может изменяться.

Установившийся режим - это режим, при котором расхождение между истинным значением регулируемой величины и ее заданным значением будет постоянным во времени.