Слідкуюча система керування
СЛІДКУЮЧІ СИСТЕМИ— це системи, які призначені для автоматичної зміни з заданою точністю Y(t) у відповідності з наперед невідомою функцією часу, що визначається задавальною дією X(t)
Зміст
Основні поняття
В наш час електронно-обчислювальна техніка все ширше використовується в управлінні технологічними процесами, виробництвом, транспортом i.т.д. Ми часто чуємо слова "керування", "об'єкт керування", "система керування". Що це таке?
Керування - це процес дії на об'єкт з метою привести його до бажаного стану чи положення. Об'єктом керування може бути верстат, автомобіль, двигун, цех , завод i.т.д. Для того щоб можна було керувати об’єктом необхідне існування набору правил, що дозволяють досягнути поставленої мети (тобто алгоритму керування) i пристрою керування що може виконати цей алгоритм. Керування може здійснювати безпосередньо людина, і тоді воно називається ручним керуванням, керцування яке здійстюється без участі людини, називається автоматичним керуванням. Якщо керування здійснюється за частковою участю людини, то таке керування називається автоматизованим.
Система керування це - сукупність об'єкта керування i пристрою керування, взаємодія яких приводить до досягнення мети. Пристрій керування управляє об’єктом за допомогою різноманітних виконуючих механізмів. В сучасних автоматичних системах керування пристроєм керування є комп’ютер.
Кожна система керування має вхід i вихід між якими існує зв’язок, який називається зворотним зв’язком. Зворотний зв'язок буває двох видів: позитивний i негативний.
Зворотний зв'язок між виходом i входом системи, при якому зміни параметрів на виході системи спричиняють зміни на вході системи в ту саму сторону називається позитивним зворотним зв'язком. Зворотний зв’язок між виходом i входом системи, при якому зміни параметрів на виході системи в одну сторону спричиняють зміни на вході системи в другу сторону - називається негативним зворотним зв’язком В системах керування як правило використовується негативний зворотний зв’язок, оскільки позитивний веде до не бажаних наслідків.
Систе́ма автомати́чного регулюва́ння (САР) — така система автоматичного керування (САК), задача якої полягає у підтримці вихідної величини об'єкта Х на заданому рівні Хзад.
Функціональна схема слідкуючої системи керування
Блок-схема слідкуючого приводу (рис.2) складається з наступних основних елементів: пристрою, що задає ЗУ, у який формується сигнал управління, пропорційний необхідному переміщенню виконавчого механізму (датчики, що реагують на зміну умов роботи або параметрів технологічного процесу); порівнює пристрою СУ, або датчика неузгодженості, що встановлює відповідність сигналу відтворення, що надходить від виконавчого механізму, сигналу управління; підсилювача П, якою провадиться посилення потужності сигналу управління за рахунок зовнішнього джерела енергії ЗДЕ; виконавчого механізму ВМ, яким переміщається об'єкт управління і відтворюється програма, яка визначається задає пристроєм; зворотній зв'язок ЗВ, якій виконавчих механізм з'єднаний зі порівнює пристроєм або з підсилювачем. Зворотній зв'язок є характерним елементом слідкуючого приводу. Величина x = f (t) (переміщення або швидкість), повідомляється задає пристрій порівнює пристрою, називається "входом", а y = φ (t)(переміщення або швидкість), відтворена виконавчим механізмом, - "виходом". Різниця (x - y) = ε називається помилкою стеження або неузгодженості системи.
За характером дії слідкуючи системи подібні до АСР, але відрізняються від них, перш за все відсутністю програматора, оскільки закон зміни X(t) наперед не відомий, формується в процесі роботи системи і визначається умовами, які існують за межами системи. Слідкуючи системи в зварюванні застосовують, перш за все, для автоматичного ведення електрода по стику зварюваних кромок при дуговому зварюванні.
Пинцип роботи
Принцип роботи слідкуючого приводу полягає в наступному. Зміна умов роботи машини або параметрів технологічного процесу викликає переміщення пристрою, що задає, яке створює неузгодженість в системі. Сигнал неузгодженості впливає на підсилювач, а через нього і на виконавчий механізм. Викликане цим сигналом переміщення виконавчого механізму через зворотній зв'язок усуває неузгодженість і призводить всю систему в початковий стан.
Вимоги до слідкуючих ситем
Слідкуюча ситема повинна забезпечити:
- стійкість керування;
- потрібну точність керування;
- якість роботи, що визначається характеристиками перехідних режимів роботи.
' Стійкість системи – це здатність системи повертатись до попереднього чи близького до нього стану після певної дії на систему. Питання стійкості систем керування є одним з визначальних. Як вже було відмічено нестійкість системи керування є аналогом несправності системи. Хоча система може бути повністю справною, але параметри її такі, що керування нестійке. Такі системи експлуатувати не можна. Точність керування. Точність керування визначається похибкою керування в усталеному режимі роботи.
Похибка керування – це різниця між потрібним значенням вихідної величини, яке обумовлене значенням задаючого сигналу і фактичним значення, яке є на виході системи. Потрібна точність керування - важлива вимога до САК.
Експлуатаційні характеристики систем керування визначає якість перехідних процесів. Від характеристики перехідних процесів залежить як САК працює в умовах керування. Ці характеристики визначаються часом перехідного процесу, амплітудою коливань під час перехідного процесу, їх частотою та іншими .характеристиками
Застосування
У сучасному машинобудуванні найбільшо поширення набули електричні, пневматичні та гідравлічні слідкуючі системи автоматичного керування (ССАК). Вони застосовуюмться у різних галузях техніки і особливо у системах керування сучасними транспортними машинами, включаючи автомашини, морські судна, літальні апарати, у верстатобудуванні, робототехніці, гнучких виробничих системах. Особливо широко автоматичні гідравлічні системи застосовуються у машинобудуванні для копіювання перміщень (копіювальні слідкуючі системи).
Джерела
http://lib.lntu.info/books/knit/auvp/2011/11-85/2lec8.html
http://joiner.org.ua/2rozrjad/2009-07-08-13-19-32/2009-07-24-08-10-10/2009-07-24-08-15-27.html
Теорія автоматичного керування. Навчальний посібник (для студентів спеціальності 7.092202 “Електричний транспорт”) Авт. Сорока К.О. – Харків, ХНАМГ, 2006 – 187 с.
