Принцип управления составляет основу функционирования любой
САУ. Под принципом управления понимают правило формирования управляющим
устройством управляющего воздействия u(t) на основании информации о
воздействиях g(t) и z(t), приложенных к САУ, и реакции системы на них
y(t).
В технике
автоматического управления нашли применение три принципа управления.
Каждый из них реализуется определенным УУ и соответствующей структурой
САУ.
Сущность этого принципа состоит в том, что фактическое значение
управляемой (выходной) величины y(t) сравнивается с её заданным
значением g(t), и при наличии рассогласования (ошибки регулирования)
(t)
= g(t) – y(t) (1.1)
в
САУ вырабатывается управляющее воздействие u(t), направленное на
устранение возникшего отклонения ((t) = 0) или уменьшения его до
некоторого допустимого значения доп.
Принцип управления по отклонению – основной принцип
функционирования САУ в самых различных областях техники. Система
совершенно "не интересуется" тем, какие причины, какие конкретно
возмущения вызвали ошибку. САУ регистрирует сам факт появления ошибки и
предпринимает меры для её ликвидации. Это свойство (точность) считают
главным достоинством САУ, работающих по ошибке. К недостаткам этих
систем относят склонность их к колебаниям при управлении, а также
внутреннюю противоречивость, связанную с появлением управляющего
воздействия u(t).
Главной
особенностью САУ, работающих по отклонению, является наличие обратной
связи (ОС). Поэтому такие САУ называют замкнутыми системами в связи с
тем, что ОС образует замкнутый контур передачи воздействия (рисунок
1.2).
Любая замкнутая САУ
имеет хотя бы одну ОС, с помощью которой выходная (управляемая)
величина y(t) подается на вход УУ системы. Такую ОС называют главной, а
САУ с одной (главной) ОС называют одноконтурными.
Принцип действия САУ по возмущению состоит в том,
что вместо измерения рассогласования измеряется само возмущение z1, и
воздей-ствует на УУ, которое преобразует этот сигнал и компенсирует
его, т.е. прикладывает к ОУ воздействие u(t), обратное действию
возмущения z1, (рисунок 1.3). Такое УУ обеспечивает инвариантность
(независимость) управляемой величины y(t) от возмущаю¬щего
воздействия z1.
Быстродействие таких САУ выше в сравнении с САУ, работающими по
отклонению. Другим достоинством САУ является их простота. Недостатком
САУ, работающих по возмущению, считают компенсацию только одного
основного возмущения, что снижает их точность. По сравнению с САУ,
работающими по отклонению, САУ по возмущению являются разомкнутыми
системами.
САУ, в основу работы которых положен названный принцип, представляют собой сочетание разомкнутой и замкнутой САУ. Первая обеспечивает инвариантность управляемой величины по отношению к одному из основных возмущений. Вторая – ликвидирует отрицательное влияние остальных возмущающих воздействий.
САУ комбинированного управления (рисунок 1.1) сочетают быстродействие разомкнутых систем с точностью замкнутых.