Классификация систем аппаратуры управления

В зависимости от характера изменения задающего воздействия САУ подразделяются на:

• системы автоматической стабилизации, в которых задающее воздействие постоянно. Эти системы предназначены для поддержания постоянного значения одной или нескольких регулируемых величин при произвольно меняющихся внешних возмущениях. К таким системам можно отнести, например, системы автоматической стабилизации частоты, напряжения, температуры и т. п.;
• системы программного управления, в которых задающее воздействие изменяется по определенным законам, заданным в виде функции времени или какого-либо параметра, характеризующего работу САУ. Примерами таких систем могут служить системы временного автоматического регулирования усиления, системы перестройки частоты по программе и т. п. Системы автоматической стабилизации являются частным случаем систем программного управления при постоянном значении программы;
• следящие системы, у которых характер задающего воздействия заранее не известен, например радиолокационные системы сопровождения цели по дальности и угловым координатам; в этом случае характер задающего воздействия определяется полетом цели и положением ее относительно точки установки радиолокационной станции.

Следует подчеркнуть, что указанные три вида САУ, несмотря на различие в характере задающего воздействия, решают одинаковую задачу: обеспечение возможно более точного соответствия между текущим значением задающего воздействия и фактическим значением управляемой величины.

За последние годы получил распространение другой класс систем автоматического управления, которые называются адаптивными (самоприспосабливающимися). В этих системах состояние объекта управления характеризуется некоторым показателем качества, который является функцией одного или нескольких параметров объекта управления. Задачей адаптивной системы является.поддержание заданного, как правило экстремального, значения показателя качества, несмотря на воздействие внешних возмущений или изменение характеристик объекта управления. Понятие адаптации для САУ аналогично соответствующему понятию в биологии, означающему приспособление растения или животного к изменившимся внешним условиям. При адаптации в САУ может происходить изменение не только управляющего воздействия, но и способа функционирования автоматического управляющего устройства, т. е. его структуры и закона управления. Кроме объекта управления и автоматического управляющего устройства в адаптивную систему входит устройство автоматической адаптации, определяющее по значениям входной и выходной величин текущее значение показателя качества и вырабатывающее управляющее воздействие, вводимое либо в управляющее устройство (сплошная линия), либо на вход системы вместо задающего воздействия (пунктирная линия). В адаптивных системах также используется принцип отклонения, но уже не от некоторого задающего воздействия, а от экстремального значения показателя качества. При этом отклонение может быть определено только в результате анализа в течение некоторого времени реакции системы на возмущение, так как иначе нельзя удостовериться в экстремальности показателя качества. Следовательно, для фиксации экстремального значения показателя качества необходимо, чтобы на систему воздействовало некоторое возмущение, и в результате анализа влияния этого возмущения на показатель качества может быть выявлено отклонение от экстремального значения показателя качества и направление движения к экстремуму. В качестве такого возмущения могут быть использованы специально создаваемые внутри системы пробные возмущения, а также и естественные возмущения, всегда имеющиеся в системе. Системы с пробным возмущением называются поисковыми, а использующие естественные возмущения — беспоисковыми. Адаптивные системы делятся на следующие группы: Экстремальные системы, в которых экстремальное значение показателя качества обеспечивается благодаря введению поиска в управляющее воздействие, подаваемое на объект. Устройство адаптации анализирует реакцию объекта управления на поисковые воздействия и вырабатывает управляющий сигнал, который изменяет выходную величину в нужном направлении, т. е. в направлении экстремального значения показателя качества. При достижении экстремальной точки система совершает колебательные движения вокруг нее, при этом среднее значение показателя качества будет близко к экстремальному. Самонастраивающиеся системы, у которых цепь автоматической адаптации выполнена в виде замкнутого контура, т. е. представляет собой систему автоматического регулирования или систему автоматического поиска. На основе анализа изменения показателя качества при поиске в этом контуре вырабатывается корректирующее воздействие, изменяющее характеристики автоматического управляющего устройства, но не воздействующее на его структуру. Самоорганизующиеся системы по своей структуре аналогичны самонастраивающимся, но для обеспечения экстремального показателя качества в них устройство адаптации изменяет не только характеристики управляющего устройства, но и его структуру. Самообучающиеся системы, в которых в течение некоторого промежутка времени происходит накопление информации об изменении показателя качества под действием возмущении. Анализируя накопленный опыт управления объектом, система автоматически совершенствует свою структуру и способ управления, обеспечивая поддержание экстремального значения показателя качества.Из приведенного описания разновидностей адаптивных систем видно, что все они требуют для своей работы меньшего объема сведений о характеристиках управляемого процесса, чем обычные системы. Это весьма важное свойство адаптивных систем вытекает из самого принципа адаптации — приспособления, который реализован в таких системах.

Задача1.

Нужно сварить изделие точечной сваркой. Поверхность листов хорошо очищена.

Определить диаметр контактной части электрода, сопротивление сварочной цепи, нужное количество теплоты для сварки одной точки, величину сварочного тока с учетом потерь на шунтирование, ток и мощность сварочной машины.

Дано: низкоуглеродистая сталь, δ= 0,5мм, длительность включения сварочного тока 0,20 сек, усилие на электродах 150кгс, шаг точек 40 мм. δ=0,5мм→ Rд.кон.=135 Ом.

Q4

δ Q4 X3

Q2 Q2

Q2 Q1 Q2 2δ

δ Q4 Q4 T пл. X3

 

Tпл.

Tпл./4

 

 

X2 d эл X2

 

Решение.

, где

Iсв - действующее значение тока при любой форме импульса (условная величина постоянного тока, вызывающего тот же тепловой эффект, что и действительный импульс), А;

Qээ - теплота, выделяющаяся при протекании тока через участок электрод-электрод, Дж;

mr – коэффициент, учитывающий изменение сопротивления во время сварки. Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей mr=1.0…1.1;

R д.кон. – сопротивление деталей к концу нагрева;

tсв. – технологически целесообразное время сварки.

Теплота Qээ определяют так:

Где Q1 – энергия, затрачиваемая при нагреве до температуры плавления столбика металла свариваемых деталей высотой 2δ и диаметром основания dя

,

Где с – теплоемкость свариваемого металла, Дж/кгК;

γ – плотность свариваемого металла, кг/м3;

δ – толщина одной пластины;

dя – діаметр литого ядра сварной точки;

dэл=2*0,5+4=5мм;

;

Q2 – теплота, расходуемая на нагрев до Tпл/4, свариваемого металла в виде кольца шириной Х2, окружающего литое ядро

,

где К1 – коэффициент близький к 0,8;Х2 – ширина кольца, окружающего ядро, м;

Q3 – потери теплоты в электроды или нагрев условного цилиндра высотой Х3 до средней температуры

К2 – коэффициент, учитывающий форму электрода(для конического 1,5);

Х3 – определяется временем сварки и температуропроводностью, м;

 

Ширина полосы по которой шунтируется ток находится так:

h/l

1.38

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 l/dэл.