Адаптивный алгоритм функционирования

При работе в реальных условиях внешние воздействия (возмущения) могут изменить не только координаты, но и параметры системы, а именно коэффициенты в уравнениях, описывающих систему управления. Эти изменения могут привести к полной потери работоспособности САУ. Устранить потери качества можно путем изменения параметров и (или) структуры системы.

Системы, автоматически изменяющие значения своих параметров или структуру при непредвиденных изменениях внешних условий на основании анализа состояния или поведения системы так, чтобы сохранялось заданное качество ее работы, называют адаптивными системами ^[2] .

При управлении любая автоматическая система в определенном смысле приспосабливается к изменениям среды. Поэтому к понятию адаптации относят лишь такие виды приспособления, которые осуществляются путем изменения управляющим устройством параметров или структуры системы согласно данным анализа ее работы.

Адаптивные системы, в которых изменяются значения параметров, называются самонастраивающимися. Если меняются структура и алгоритм управления, то система называется самоорганизующейся.

Схема, которая поясняет принцип адаптивного управления, представлена на рис. 2.7.

 

 

Рис. 2.7. Адаптивная система управления

Обычно адаптивная система содержит основной контур, реализующий один из фундаментальных принципов управления, и контур адаптации, осуществляющий коррекцию параметров или структуры. При вычислении управляющего воздействия для коррекции используется ЭВМ.

 

2.4.Статическое и астатическое регулирование

 

САР подразделяются на статические и астатические в зависимости от того, имеют они или нет ошибку в установившемся состоянии при определенного рода воздействиях.

На рис. 2.10 приведена схема статической САР уровня Н воды в резервуаре с помощью поплавкового регулятора. Регулируемая величина Н при разных, но постоянных внешних воздействиях на объект, по окончании переходного процесса принимает различные значения, зависящие от величины нагрузки-расхода жидкости Q в системе. Чем значительней расход жидкости, тем больше открыта задвижка и, следовательно, тем ниже уровень в резервуаре в состоянии равновесия.

Характерные особенности статической системы регулирования: равновесие системы может быть при различных значениях регулируемой величины (Н).

На рис. 2.11 приведена схема астатической САР уровня воды в резервуаре. В схему САР включен электродвигатель постоянного тока (интегрирующее звено), поднимающий (опускающий) задвижку (регулирующий орган), изменяющую приток жидкости.

При различных постоянных значениях внешнего воздействия на объект - Q по окончании переходного процесса в этом случае отклонение уровня H от заданного значения становится равным нулю.

Характерные особенности астатической САР: равновесие системы имеет место при единственном значении регулируемой величины - Н, равном заданному; регулирующий орган в астатической системе должен иметь возможность занимать различные положения при одном и том же значении регулируемой величины. Астатическое звено (двигатель) находится в состоянии безразличного равновесия при отсутствии на него внешнего воздействия. Вал электродвигателя вращается при наличии напряжения, когда замыкается контакт, связанный с поплавком. Его вращение вызывает перемещение задвижки.

Различают системы статические и астатические по отношению к возмущающему и управляющему воздействиям. В статических системах появляется постоянная ошибка системы, зависящая от величины воздействий. На рис. 2.12, 2.13 приведены кривые переходных процессов в статической и астатической системах по отношению к возмущающему - и управляющему - воздействиям.

 

 

 

 

Рис. 2.10. Статическая САР

Рис. 2.11. Астатическая САР

 

 

 

Рис. 2.12. Переходные процессы в статической (кривая 1) и астатической (кривая 2) системах по отношению к возмущению

Рис. 2.13. Переходные процессы в статической (кривая 1) и астатической (кривая 2) системах по отношению к управляющему воздействию

 

№9