Основные элементы САУ

Схема системы управления по отклонению.

Обратная функциональная схема замкнутой САУ с обратной связью.

РУ- регулирующее устройство (регулятор). Оно предназначено для корректирования сигнала ошибки регулирования с целью улучшения качества процесса управления.

ЗУ- задающее устройство. Предназначено для функционирования сигнала задания Хз пропорционального технически заданному значению регулируемой величины Хрег.

ИМ- исполнительный механизм. Предназначен для преобразования выходного сигнала регулятора в механическое перемещение регулируемого органа.

РО- регулируемый орган. Устройство с помощью которого осуществляется изменение режима работы объекта управления, оно возникает на регулируемый параметр объекта управления путем изменения количества вещества или энергии поступающей в объект.

ЧЭ- чувствительный элемент. Предназначен для измерения регулируемой величины и преобразования её в сигнал управления другой природы более удобный для передачи последующим элементам САУ.

Кроме перечисленных элементов в состав САУ могут входить также усилители (для усиления сигнала по мощности или по уровню преобразования рода сигнала), функциональные блоки (для осуществления алгоритмических операций над сигналами).

Они могут быть конструктивно выполнены в виде отдельных элементов или входить в состав рассмотренных выше САУ.

Для непрерывных технологических процессов, в том числе в машиностроении выпускаются приборы и средства автоматики в виде унифицированных элементов и блоков на базе, которых могут создаваться системы управления любой сложности.

Государственная система приборов (ГСП) имеет три основные ветви:

Электрическую, пневматическую и гидравлическую. Они различаются по виду энергий используемой от вспомогательного источника для формирования регулируемого воздействия.

В ГСП происходит деление ветвей электрических и пневматических на аналоговую и дискретную.

Пример САУ.

СПпеременной сопротивление, Кмкулачковый механизм, ЧМчасовой механизм, МУмагнитный усилитель, ЭДэлектродвигатель, ОУобмотка управления, ОВобмотка возбуждения Редредуктор

rреостат, с помощью которого изменяется сопротивление в цепи нагревателя.

Ннагреватель, ТПтермопара.

Объектом управления является электрическая печь, а регулируемой величиной температура в печи. В печь встроена термопара для измерения температуры.

Электрический ток в цепи нагрева зависит от положения щетки реостата.

Количество выделяемого тепла определяется по формуле.

Q=I²RT, где Rсопротивление сигнала, I-ток.

Реверсивный электродвигатель через редуктор кинематически связан со щеткой реостата, напряжение изменяющее частоту и направление вращения электродвигатель получает от магнитного усилителя. Щетка потенциометра изменяет свое положение, а следовательно и напряжение U₀ под действием профильного кулачка кинематически связанного с движением часового механизма. На вход магнитного усилителя подается напряжение? U=U₀-U₁.

После усиления разности? U в магнитном усилителе она подается на обмотку управления электродвигателя.

Частота и направление вращения двигателя зависит от величины и полярности напряжения на обмотке управления. При положительной разности? Uток нагревателя увеличивается, а при отрицательной уменьшается.

Увеличение t в печи в рассмотренном примере вызовет возникновение термо ЭДС и уменьшение разности? U.

Вывод: таким образом можно сделать заключение, что управляющим сигналом в данной системе является не изменение сигнала задания, регулируемой величины или возмущения, а отклонение регулируемого параметра от заданного значения. Следовательно рассматриваемая САУ является системой управления по отклонению.