Замкнутая система с управлением по отклонению

Схема используется для решения задач программного управления, слежения и стабилизации.

В такой системе УУ в процессе управления учитывает как задание, так и реальное состояние объекта, а, кроме того, косвенно учитывает и возмущение. В САУ с замкнутой цепью воздействий («замкнутые САУ»), имеются сигналы обратной связи, поступающие от объекта управления в управляющее устройство.

 

 

Управляющее устройство (регулятор)

Объект управления

∑

Устройство z(t) возмущающая

сравнения величина

 

х_з(t) e(t) u(t) y(t)

 

Задающая (-) Управляющая Управляемая

величина величина величина

(уставка) отклонение e(t) = х (t) - y(t)

 

Рис. 28. Функциональная схема замкнутой системы с управлением по отклонению.

e(t) – отклонение (ошибка слежения, регулирования) управляемой величины y(t) от задания х(t).

 

Сравнивающее устройство (сумматор) сравнивает задающую и управляемые величины и вычисляет отклонение, ошибку регулирования e(t) = х(t) - y (t).

 

Управляющее устройство – вырабатывает такое управляющее воздействие u(t) на объект управления, которое сводит ошибку к нулю или допустимому минимуму. В идеале, когда e = 0, х(t) = y (t).

 

Итак, принцип работы САУ с управлением по отклонению основывается на свойстве контура, образованного отрицательной обратной связью с выхода объекта, устремлять к нулю сигнал на выходе сумматора.

Сигналы обратной связи обрабатываются управляющим устройством по определённым алгоритмам в соответствии с текущими и прогнозируемыми изменениями состояния объекта управления. В системе образуется замкнутая петля обратной связи.

Важнейшим преимуществом САУ с обратной связью является их способность компенсировать всевозможные возмущения и помехи, неизбежно возникающие в процессе работы любого объекта управления.

В простейшем случае задача замкнутой САУ состоит в поддержании некоторой координаты в заданных пределах.

Если уставка не является постоянной, а изменяется по заданному закону с тем, чтобы и выход системы изменялся по этому закону, то такая САУ называется следящей системой.

Управление с обратной связью существенно проигрывает управлению по возмущению, так как в системе с обратной связью информация в управляющее устройство поступает «по факту» отклонения выходного параметра, то есть когда управляемый параметр вышел за допустимые пределы. Однако, для систем по возмущению необходимо заранее знать все возможные возмущающие факторы и иметь точные способы их компенсации, что, как правило, невозможно или слишком сложно. Поэтому очень часто прибегают к комбинированному управлению, включающему в себя управление по возмущению вместе с управлением с обратной связью.