Понятие об автоматическом управлении.
Управление — это действия, выбранные на основании определенной информации и направленные на поддержание или улучшение функционирования объекта в соответствии с имеющейся программой или целью.
В технике под объектом управления понимают техническое устройство или технологический процесс. Объектом управления может быть путевая машина, движения рабочих органов которой осуществляются в заданной или необходимой последовательности, рельсо-шпальная решетка, положение которой в пространстве поддерживается заданным в трех координатах: по уровню, в продольном профиле и плане.
Управление, осуществляемое без участия человека, называется автоматическим управлением. Техническое устройство, с помощью которого осуществляется автоматическое управление, называется управляющим устройством. Системы автоматического управления (САУ) включают в себя управляющее устройство, формирующее управляющее воздействие на регулирующие органы объекта и сам объект управления.
При управлении объектом О (рис. 25) управляющее воздействие U, сформированное управляющим устройством УУ, направлено на изменение какого- либо параметра или группы параметров, характеризующих состояние объекта, например, частоты вращения вала двигателя или определенного перемещения рабочего органа. Такие параметры называются управляемыми параметрами х. Управляющее воздействие — целенаправленное воздействие на объект с целью поддержания его управляемых параметров в заданных пределах или их изменения с определенной целью.
Рис. 25. Схема системы автоматического управления
Изменение управляемых параметров происходит также под действием нецеленаправленного возмущающего воздействия Z. Действуя на объект, оно стремится вынести его из требуемого состояния, нарушить требуемый режим его работы. Это различного рода помехи, например, изменение нагрузки на валу приводного двигателя, изменение величины и направления нагрузки на рабочем органе машины, изменение напряжения, питающего электродвигатель, изменение давления в гидросистеме.
На вход управляющего устройства в общем случае подается информация о возмущающем воздействии, о состоянии управляемого параметра и задающее воздействие х3, содержащее информацию о требуемом значении управляемого параметра. Управляющее устройство перерабатывает поступающую информацию, в результате чего на его выходе возникает управляющее воздействие. Управляющее устройство состоит из вычислительного ВУ и исполнительного ИУ устройств.
Вычислительное устройство обрабатывает поступившую информацию и формирует команды исполнения. В большинстве случаев оно выполняет простые математические операции, представляя собой управляющий блок. Этот блок содержит в себе усилительнопреобразовательные элементы, предназначенные для усиления сигналов с датчиков Д и преобразования обработанной информации в вид, удобный для восприятия исполнительным устройством.
Исполнительное устройство предназначено для непосредственного воздействия на объект, т. е. изменения его параметров в соответствии с командой, выдаваемой вычислительным устройством. Исполнительными устройствами являются реле, управляющие электрическими аппаратами, электродвигатели, гидрозолотники.
Для измерения величин х и z и преобразования их в вид, удобный для ввода в вычислительное устройство, применяются различные датчики Д.