Системы автоматического управления и регулирования за долгий путь своего развития—от центробежных регуляторов паровых машин до современных комплексных САУ подвижными объектами—проникли во все области техники и стали определяющими при создании многих современных технических систем и устройств.
Автоматизированная система управления — человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности.
По виду решаемых задач, связанных с управлением объектами, системы управления подразделяют на системы автоматического контроля, автоматического регулирования, следящие системы, системы автоматической защиты, автоматического управления, адаптивного управления, системы обработки данных, системы автоматического управления предприятием (АСУП), и т. д., причем функциональное назначение системы может быть совместным.
Система~автоматического контроля (САК) обеспечивает измерение различных физических величин (параметров), сведения о которых необходимы при управлении объектом.
Система автоматического регулирования (CAP) обеспечивает поддержание регулируемой величины (параметра) в заданных пределах или по заданному закону . Задающее устройство обеспечивает воспроизведение задающего воздействия, определяющего закон изменения регулируемой величины сигнал со сравнивающего устройства есть функция от разности сравниваемых величин,
т. е. Dх = f (Хз — Хд)
Следящая система — автоматическая система, в которой выходная величина воспроизводит с определенной точностью входную величину, характер изменения которой заранее неизвестен.
Самоприспосабливающаяся (адаптивная) система — система автоматического управления, у которой автоматически изменяется способ функционирования (алгоритм) управляющей части для осуществления в каком-либо смысле наилучшего управления.
ВИДИ
1. Адаптивные системы функционального регулирования (рис. 3, а) где управляющее воздействие является функцией какого-либо параметра.
Например, подача есть функция от одной из составляющих силы резания, т. е. Sп == f(Pz), скорость резания есть, функция мощности, т. е. Vp == f (Np), и. т. д.
2. Адаптивные системы предельного (экстремального) регулирования, которые обеспечивают поддержание предельного значения одного или нескольких параметров в объекте.
3. Адаптивные системы оптимального регулирования (рис. 3, б), в которых учитывается совокупность многих факторов с помощью комплексного критерия оптимальности.
В САУ обычно выделяют следующие основные устройства, из которых она состоит.
Объект управления (регулирования), представляющий собой машину, аппарат или установку, требуемый режим работы которых должен поддерживаться.
Регулятор, или управляющая часть САУ, поддерживает требуемый режим работы объекта управления либо изменяет этот режим в соответствии с заданным законом или программой управления. Регулятор, в свою очередь, включает в себя следующие устройства.
Измерительные и чувствительные устройства, предназначенные для измерения и преобразования регулируемых величин или возмущающих воздействий разнообразного физического происхождения в сигналы, передаваемые и используемые в САУ.
Программные, или задающие, устройства, предназначенные для выработки сигналов, меняющихся по заранее определенному закону.
Усилительно-преобразующие устройства, предназначенные для усиления сигналов, проходящих в регуляторах. Эти устройства преобразуют сигналы и управляют энергией, поступающей от внешнего источника в управляющие воздействия различного физического происхождения (электрические, гидравлические, пневматические и др.).
Корректирующие устройства служат для обеспечения требуемых характеристик по устойчивости, качеству и точности управления (регулирования).
Эти устройства также могут иметь различное физическое происхождение (электронные микропроцессоры, электрические цепи, электромеханические преобразователи, гидравлические и пневматические контуры).
Исполнительные устройства осуществляют непосредственное воздействие на объект управления
Обобщая характерные свойства САУ особености:
- Гетерогенность—физическая разнородность устройств и элементов, входящих в САУ.
- Непрерывный динамический процесс их функционирования.
- Многокритериальность условий их применения и работоспособности, при этом многие критерии противоречивы (точность и устойчивость, надежность и массогабаритные характеристики и т. д.).
- Неопределенность задаваемых параметров и возмущающих воздействий, определяемая наличием не только внешних, но и внутренних “шумов”, нестационарностью во времени параметров устройств САУ.
- Внедрение микропроцессоров или управляющих ЦВМ в САУ.
- Наличие нескольких контуров управления, многомерность САУ.
