АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ it. Что такое система автоматического управления? - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ – 3.10.55 автоматическая система управления (АСУ): локальная система автоматического управления, работающая в автоматическом режиме, при котором функции управления или контроля выполняются без участия производственного персонала (оперативного… Глоссарий терминов для нормативно-технической документации

Содержание

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Система автоматического управления (САУ) – совокупность оборудования, предназначенного для автоматического изменения одного или нескольких параметров управляемого объекта для достижения желаемого режима работы. АСУ обеспечивает поддержание постоянства заданных значений регулируемых параметров или их изменение по заданному закону (системы стабилизации, программного управления, последовательные системы) или оптимизирует конкретный критерий качества управления (системы экстремального управления, оптимального управления). Это означает, что система управления – это не просто система управления. Некоторые из наиболее распространенных применений системы управления следующие используются самонастраивающиеся системы. Управляющие воздействия применяются к управляемому объекту для достижения цели управления, учитывая характеристики управляемого объекта, и предназначены для компенсации внешних возмущений, которые мешают нормальной работе объекта. Управляющие воздействия генерируются управляющим устройством.

Типы управления делятся на закрытые, открытые и комбинированные. Основным типом АСУ является замкнутый контур, в котором путь сигнала образует замкнутый контур, включающий управляющее устройство и управляемый объект; отклонения управляемой переменной от желаемых значений компенсируются воздействием через обратную связь, независимо от причины отклонений. Этот тип контроля называется контролем по отклонению. В АСУ с разомкнутым контуром управление следует жесткой программе без анализа и учета каких-либо причин. Никакие сигналы, информирующие о текущем состоянии управляемого объекта, не поступают в блок управления, иногда измеряются и компенсируются только основные возмущения. Такое управление называется управлением по возмущению. Комбинированная АСУ использует оба этих принципа управления (возмущение и возмущение). В АСУ сложных технических систем (например, производственных и энергетических комплексов, транспортных средств) или технологических процессов с большим числом контролируемых параметров широко используются вычислительные устройства – микропроцессоры, компьютеры, управляющие машины.

Большой энциклопедический словарь политехники . 2004 .

Полезная страница

Смотреть что такое “АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ” в других словарях

автоматическая система управления – Система управления, состоящая из автоматических приборов и других устройств, возможно, с помощью компьютера, которая выполняет все определенные для нее функции, необходимые для автоматического управления процессом, т.е. без вмешательства… …Руководство технического переводчика

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ – (АСУ) совокупность взаимодействующих устройств управления и управляемого объекта, которая обеспечивает достижение целей управления без вмешательства человека, по заданному алгоритму. В соответствии с принципом управления, лежащим в основе АСУ, их… … Большая политехническая энциклопедия

автоматическая система управления – 3.10.55 автоматическая система управления (АСУ): локальная система автоматизации, работающая в автоматическом режиме, в котором функции управления или контроля выполняются без участия производственного персонала (обслуживающего персонала…. Глоссарий терминов для нормативно-технической документации

автоматическая система управления – automatinio valdymo sistema statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. automatic control system vok. automatisches Steuersystem, n rus. automatic control system, f pranc. système de commande automatique, m … Автоматический терминал žodynas

Автоматическая система управления (ACS) – Система автоматического управления, в которой цель статического и динамического управления достигается путем оптимизации замкнутых контуров управления Источник: CENNIC 1: Электрические аппараты Система автоматического управления … … Глоссарий терминов по контролю

Автоматическая система управления двигателем для газовых турбин – Комплекс устройств, обеспечивающий необходимую точность выполнения выбранных программ управления газотурбинным двигателем в установившихся и переходных условиях эксплуатации самолета. C. a. s. Газотурбинные двигатели выполняют следующие функции … Энциклопедия технологий

Автоматическая система управления для компрессорных станций – Система автоматически регулирует производительность и давление компрессора в соответствии с изменяющимися требованиями сети, а также настраивает оптимальный режим работы вспомогательного оборудования. Его применение, помимо ……..

Автоматическая система управления (ACS) – Система автоматического управления (САУ): совокупность микропроцессорных и компьютерных технических средств, реализующих автоматическое управление отдельным или совокупностью устройств, связанных с техническим процессом. Источник: СТО… Официальная терминология

Система автоматического управления агрегатом “котел – турбина”. – [Я.Н.Лугинский, М.С.Феси Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и энергетике, Москва, 1999] Темы по электротехнике, основные понятия системы управления котельно-турбинными … Справочник технического переводчика

5) Линейные системы автоматического управления, описываемые линейными дифференциальными уравнениями в частных производных частные производные. Такие СКВ часто называют распределённые системы системы управления. ==> “Абстрактный” пример такого описания:

1. основные понятия в теории управления техническими системами

Развитие и совершенствование промышленного производства (энергетика, транспорт, машиностроение, космическая техника и т.д.) требует постоянного повышения эффективности машин и оборудования, улучшения качества продукции, снижения затрат и, особенно в атомной энергетике, определенного повышения безопасности (ядерной, радиационной и т.д.) эксплуатации АЭС и ядерных установок.

Достижение поставленных целей невозможно без внедрения современных систем управления, включая как автоматизированные (с участием человека), так и автоматические (без участия человека) системы управления (СУ).

Определение: Управление – это организация процесса таким образом, чтобы обеспечить достижение цели.

Теория управления это область современной науки и техники. Она базируется как на фундаментальных (общенаучных) дисциплинах (например, математике, физике, химии и т.д.), так и на прикладных дисциплинах (электронике, микропроцессорной технике, программировании и т.д.).

Каждый процесс (автоматического) управления состоит из следующих основных этапов (элементов):

получение информации о задаче управления;
Получение информации о результатах контроля;
анализ полученной информации;
выполнение решения (воздействие на объект управления).

Для реализации процесса управления система управления (СУ) должна иметь:

источники информации о контрольном задании;
источники информации о результатах контроля (различные виды датчиков, измерительных устройств, детекторов и т.д.)
устройства для анализа полученной информации и принятия решений;
Исполнительные устройства, воздействующие на объект управления, в том числе: контроллер, двигатели, усиливающие и обрабатывающие устройства и т.д.

Определение: Если система управления (СУ) содержит все вышеперечисленные части, то она является замкнутой системой управления.

Определение: Управление техническим объектом с использованием информации о результатах управления называется принципом обратной связи.

Схематически такая система управления может быть представлена как:

Рисунок 1.1.1 – Структура системы управления (СУ)

Если система управления (СУ) имеет структурную схему, вид которой соответствует рис. 1.1.1, и работает (функционирует) без участия человека (оператора), то она называется автоматическая система управления (ACS).

Если система управления работает без участия человека (оператора), она называется автоматической системой управления (АСУ). Автоматизированный кондиционер.

Если управление предоставляет заданное право изменить объект во времени независимо от результатов управления, то такое управление является открытым циклом, а само управление называется программное управление.

К системам с открытым циклом относятся промышленные автоматы (конвейерные линии, роторные линии и т.д.) и станки с числовым программным управлением (ЧПУ): см. пример на рис. 1.1.2.

Директор также может быть, например, “копиром”.

Поскольку в данном примере отсутствуют датчики (измерительные приборы) для контроля изготавливаемой заготовки, если, например, инструмент будет неправильно выровнен или сломается, намеченная цель (изготовление заготовки) не будет достигнута (реализована). Обычно в системах такого типа необходим выходной контроль, который будет определять только отклонения размеров и формы детали от желаемых.

Системы автоматического управления делятся на 3 типа:

Системы автоматического управления (ACS);
Системы автоматического управления (ACS);
Системы управления (CS).

ATS и AC являются подмножествами ACS ==> .

Определение: Система автоматического управления, обеспечивающая постоянство любой физической величины (группы величин) в управляемом объекте, называется системой автоматического управления (САУ).

Системы автоматического управления (ACS) являются наиболее распространенным типом систем автоматического управления.

Первым в мире автоматическим регулятором (18 век) был регулятор Уатта. Эта схема (см. рис. 1.1.3) была реализована Уаттом в Англии для поддержания постоянной скорости вращения колеса паровой машины и, таким образом, поддержания постоянной скорости вращения (движения) приводного шкива (ремня).

В этой схеме чувствительные элементы (измерительные датчики) являются “весами” (шары). Вес” (шарики) также “заставляют” двигаться коромысло, а затем ползун. Таким образом, система может быть классифицирована как система прямого управления, а контроллер как регулятор прямого действияРегулятор прямого действия является наиболее эффективным, поскольку он действует и как “счетчик”, и как “регулятор”.

В регуляторах прямого действия дополнительный источник питания не требуется для перемещения регулятора.

В системах непрямого управления необходимо наличие (доступность) усилителя (например, мощности), дополнительного исполнительного механизма, включая, например, электродвигатель, сервомотор, гидроцилиндр и т.д.

Примером АСУ (системы автоматического управления), в полном смысле этого определения, может быть система управления, обеспечивающая вывод ракеты на орбиту, где управляемой переменной может быть, например, угол между осью ракеты и нормалью к Земле ==> см. рис. 1.1.4.a и рис. 1.1.4.b.

Назначение систем автоматического управления (САУ) – Исключите вмешательство человека в управление процессом. Функция человека сводится к выполнению триггерного импульса. Все остальные операции по управлению процессом и изменению режима выполняются автоматом.

Автоматическое регулирование и контроль

В современном мире очень трудно найти технологический процесс, который не был бы автоматизирован. Автоматизация любого технологического процесса означает контроль, управление, регулирование, сигнализацию, защиту и блокировку. В этой статье мы рассмотрим основы автоматического регулирования и управления.

Процессы управления присутствуют в окружающем нас мире повсюду. Все должно быть под контролем: физический или химический процесс, единая технологическая система, производство, промышленность и так далее. Даже социальные отношения. Управление, безусловно, является самым сложным видом человеческой деятельности.

Нет такой отрасли, которая не получала бы выгоду от систем автоматического регулирования и контроля. Эти системы разнообразны по характеру задач, которые они выполняют, и по своей конструкции.

Автоматическое управление

Контроль – это поддержание постоянного значения заданной величины, характеризующей процесс, или ее изменение по заданному закону, осуществляемое путем изменения состояния объекта или действующего на него возмущения и воздействия на регулирующий орган объекта.

Автоматические системы управления (ATS) предназначены для автоматического поддержания заданного технологического режима или его изменения в течение заранее определенного или заданного периода времени в зависимости от определенных законом условий. В данном случае это означает, что внешние условия нарушают определенный закон процесса, и система автоматического управления стремится реализовать этот закон, преодолевая влияние внешних факторов.

На сайте контролируемый объект понимается как машина, в которой один или несколько физических параметров должны изменяться по определенным законам при всех возможных внешних условиях. Объектом регулирования могут быть:

нагревательная печь, в которой температура должна оставаться постоянной или изменяться в соответствии с заданным законом;

резервуар, в котором уровень жидкости должен поддерживаться в соответствии с заданной скоростью потока из резервуара;

электродвигатель, скорость которого должна оставаться постоянной при изменении момента сопротивления.

Физические величины, закон изменения которых выполняется автоматическим устройством, называются контролируемые объемы. Устройство, которое автоматически поддерживает заданный закон изменения управляемой переменной, называется автоматический контроллер.

Закон изменения целевой управляемой переменной создается с помощью специальный регулятор заданного значения (регулятор уставки). Влияние корректора уставки на регулятор называется Автоматический контроллер постоянно сравнивает текущее значение управляемой переменной с целевым значением (уставкой)..

Автоматический контроллер постоянно сравнивает текущее значение управляемой переменной с целевым значением (уставкой) и генерирует управляющую переменную в случае расхождения. Если управляемая переменная отклоняется от заданного значения, исполнительный механизм воздействует на нее таким образом, чтобы устранить расхождение между заданным и фактическим поведением процесса. Человек не может вмешаться в эту систему напрямую, только косвенно, изменив уставку.

Отклонение процесса от заданного значения в основном вызвано внешними воздействиями на объект, которые называются мешающие влияния. К ним относятся изменения момента сопротивления на валу двигателя, расход воды из бака, качество топлива или вес разогретых продуктов в печи и т.д.

Устройства автоматического управления обычно представляют собой замкнутые системы (управление по отклонению). Сигнал появляется в любой точке замкнутого контура, проходит через все звенья системы и возвращается в исходную точку (в преобразованном виде). Однако существуют и открытые системы (пертурбативное управление).

В результате в системах управления могут возникать колебания, в том числе колебания управляемой переменной. Если колебания увеличиваются, система называется неустойчивой и не пригодна для работы. Поэтому первое требование к системам автоматического управления является обеспечение устойчивости управления, т.е. подавление колебаний, возникающих в системе.

Также необходимо, чтобы система управления, выведенная из равновесия возмущениями, как можно точнее и быстрее возвращалась в заданное положение равновесия. Способы построения систем, отвечающих вышеуказанным требованиям, определяются теория автоматического управления.

Системы автоматического управления делятся в зависимости от характера управляющей переменной. Когда управляемая переменная должна быть постоянной, система называется автоматическая система управления (или просто система управления). Сюда входят системы поддержания уровня воды в баке, оборотов двигателя и т.д.

Когда управляемая переменная изменяется, а закон (программа) изменения управляющего воздействия известен заранее, мы называем систему система программированного управления. Например, он может автоматически изменять температуру духовки в соответствии с заданной программой.

Если управляемая переменная изменяется, но закон изменения опорной переменной заранее не известен, мы называем такую систему управления система слежения. Автоматические потенциометры и мосты в некотором смысле можно отнести к следящим системам.

В автоматическом потенциометре реверсивный двигатель воздействует на измерительный мост через ползунок рекорда таким образом, что напряжение на выходе последнего изменяется в соответствии со всеми изменениями термоэлектрической мощности.

Действие регулятора на объект может быть непрерывным или прерывистым. Последняя ситуация возникает, когда в системе управления используются реле или специальные импульсные устройства.

Простейшими прерывистыми регуляторами являются двухступенчатые регуляторы. Они называются так потому, что их управляющий элемент может занимать только два положения. Очень часто эти позиции соответствуют максимальной и минимальной подаче сырья или энергии на завод.

В так называемых “двухступенчатых” регуляторах два положения соответствуют максимальной и минимальной подаче. трехступенчатое регулирование регулятор может занижать три положения, соответствующие трем значениям регулируемой переменной: “мало”, “нормально”, “больше”.

Физические или программные ПИД-регуляторы чаще всего используются для регулирования непрерывных процессов.

Автоматическое управление

Контроль – это процесс генерации управляющих воздействий для приведения управляемого объекта в желаемое состояние.

Более полное определение: это осуществление набора действий, выбранных из множества возможных действий на основе заданной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования объекта контроля в соответствии с целью контроля. Последние слова являются ключевыми в данной ситуации.

Система автоматического управления отличается от системы автоматического регулирования тем, что для одинаковых значений входных величин, т.е. Учитывая одну и ту же входную информацию, воздействие системы может быть различным в зависимости от цели или критерия контроля, для достижения которого она предназначена.

Назначение систем автоматического управления (САУ) – Исключите участие человека в управлении процессом. Вмешательство человека ограничивается выполнением запускающего импульса. Все остальные операции по управлению процессом, изменению режимов работы выполняются системой автоматического управления.

Устройства автоматического управления воздействуют на исполнительные механизмы, приводы рабочих агрегатов, которые изменяют подачу сырья, энергии к оборудованию, осуществляют движение обрабатываемых продуктов и т.д.

При автоматическом управлении автоматическое устройство обеспечивает необходимую последовательность, начало и завершение отдельных операций, составляющих рабочий процесс. Управляющий импульс на блок управления передается человеком-оператором. Привод воздействует на исполнительный механизм, который подает сырье или энергию в машину или выполняет определенную серию механических движений, операций, тем самым поддерживая заданный режим работы установки.

Автоматизированная система управления (АСУ) – Совокупность математических методов, технических и программных средств, организационных комплексов, управленческого и эксплуатационного персонала, обеспечивающих рациональное управление управляемым объектом в соответствии с поставленной целью.

Такая система обычно содержит большое количество датчиков для измерения различных параметров, большое количество исполнительных механизмов, при этом их количество не обязательно должно совпадать с количеством датчиков.

Основным элементом этой системы является устройство управления (контроллер)Система управления оснащена программой для обработки информации, полученной от датчиков, и критерием управления, на основании которого система управления генерирует различные управляющие воздействия. При одинаковом значении контролируемых параметров управляющее воздействие в этом случае может быть различным.

Системы автоматического управления являются самыми старыми системами автоматизации. Их начали использовать в середине 19 века (применение автоматических регуляторов в паровых двигателях, железнодорожная автоматика, электроэнергетика). В 30-60-х годах 20 века все системы автоматики (автоматика, линии, секции) строились с использованием релейных схем в сочетании с местными аналоговыми регуляторами с применением электронных элементов.

В те времена электрические реле были самыми распространенными элементами электрической автоматики. Они использовались во всех системах автоматического надзора, защиты, контроля и регулирования.

Основной особенностью реле является возможность управления соответственно большими мощностями в исполнительных механизмах при малых управляющих сигналах от датчиков. Коэффициент усиления мощности реле может достигать значений, исчисляемых десятками тысяч.

По мере увеличения сложности технологических процессов росло количество контроллеров на объектах автоматизации, системы становились очень громоздкими и сложными в обслуживании, поэтому после появления компьютерных систем управления (микроконтроллеров, микропроцессоров, программируемых контроллеров) системы автоматического управления стали заменяться системами автоматизации.

Приложение Михаила Алексеева (FB)

Традиционно в старой литературе считалось, что системы автоматического управления (САУ) и автоматические системы управления (АСУ) являются синонимами. Однако в книге Дафосса “Инверторы – просто о сложности” объясняется, что “регулирование” и “контроль” – это разные вещи. Логика такова: если контур замкнут обратной связью, то это АСУ ТП, если разомкнут, то это САР.

В Интернете можно найти следующее определение: Автоматическое управление – это поддержание на постоянном уровне или изменение по определенному закону отдельных регулируемых параметров (температуры, давления, расхода и т.д.) в объекте управления. Система автоматического управления (САР) является подсистемой систем автоматического управления.

Рассматриваемые системы автоматизации предполагают прямое соединение всех входящих в них элементов. Если элементы системы автоматизации расположены на значительном расстоянии друг от друга, для их соединения используются передатчики, каналы связи и приемники. Такие системы называются телемеханическими системами.

Системы автоматизации: Системы автоматического контроля, управления и регулирования

Все элементы автоматизации делятся, в связи с характером и объемом выполняемых операций, на следующие системы: автоматического управления, автоматического управления, автоматического регулирования.

Система автоматического управления (рис. 1) предназначена для контроля за ходом процесса. Такая система состоит из датчика В, усилителя А, принимающего сигнал от датчика и передающего его после усиления на специальный элемент Р, реализующий конечное действие автоматики – представление контролируемой величины в форме, удобной для наблюдения или регистрации.

В особом случае роль исполнительного элемента Р могут выполнять сигнальные лампы или зуммеры. Система, содержащая эти элементы, называется системой сигнализации.

Рис. 1. Автоматическая система управления

Кроме показанных на рис. 1, но могут содержать и другие элементы – стабилизаторы, источники питания, распределители (при наличии нескольких точек управления или нескольких датчиков в одном приводе Р) и т.д.

Независимо от количества элементов, системы автоматизации являются открытыми системами, и сигнал проходит только в одном направлении – от управляемого объекта E к исполнительному механизму P.

Система автоматического управления предназначена для частичного или полного (без участия человека) управления объектом или технологическим процессом. Эти системы широко используются, в частности, для автоматизации процессов запуска, регулирования скорости и реверсирования электродвигателей в электроприводах всех назначений.

Следует обратить внимание на такую важную разновидность систем автоматизации, как системы автоматизации защиты, которые не допускают сбоя или предельного режима, прерывая управляемый процесс в критический момент.

Автоматическая система управления поддерживает регулируемую переменную в заданных пределах. Это наиболее сложные системы автоматизации, сочетающие в себе функции автоматического управления и контроля. Компонентом этих систем является контроллер.

Если эти системы выполняют только одну задачу, т.е. поддерживают постоянное значение управляемой переменной, то они называются системами автоматической стабилизации. Однако существуют процессы, которые требуют, чтобы управляемая переменная изменялась во времени по некоторому закону, чтобы поддерживать ее постоянной в определенных областях. В этом случае автоматическая система называется системой программируемого управления.

Для обеспечения постоянства управляемой величины может применяться один из принципов управления – управление по отклонению, управление по возмущению или комбинированное управление, которые будут рассмотрены применительно к системам управления напряжением генератора постоянного тока.

При управлении рысканьем (рис. 2 и 3) элемент сравнения UN сравнивает фактическое напряжение U f с заданным напряжением Uz, определяемым опорным элементом PL. После сравнения на выходе элемента UN появляется сигнал Δ U=Uz – U f, пропорциональный отклонению напряжения от заданного. Этот сигнал усиливается усилителем A и подается на рабочий элемент L. Изменение напряжения рабочего элемента L, которым является обмотка возбуждения генератора G, будет изменять реальное напряжение генератора, компенсируя его отклонение от заданного напряжения.

Усилитель А, не изменяющий принципа действия системы, необходим для ее практической реализации, когда мощность сигнала, поступающего от сравнительного элемента УН, недостаточна для воздействия на рабочий орган L.

Рис. 2. Автоматическая система управления

Рис. 3. Автоматическое регулирование по отклонению

Помимо опорной переменной, на систему могут влиять различные дестабилизирующие факторы Q, которые вызывают отклонение управляемой переменной от опорной. Воздействие дестабилизирующих факторов, один из которых на рисунке обозначен буквой Q, может происходить в разных точках системы и поступать по разным каналам. Например, изменение температуры окружающей среды изменяет сопротивление в цепи обмотки возбуждения, что в свою очередь влияет на напряжение генератора.

Однако везде, где есть Q-воздействия (со стороны потребителя – ток нагрузки, в результате изменения параметров цепи возбуждения), система управления будет реагировать на возникающее отклонение регулируемой величины от уставки.

В дополнение к вышеупомянутому принципу управления используется также управление по возмущению, когда в системе имеются специальные элементы, измеряющие Q-воздействия и воздействующие на исполнительный механизм.

В системе, использующей только этот принцип управления (рис. 4 и 5), фактическое значение управляемой переменной не учитывается. Учитывается только один фактор возмущения – ток нагрузки I n. Изменение тока нагрузки соответствует изменению магнитной силы (массы) обмотки возбуждения L2, которая является измерительным элементом данной системы. Изменение магнитных сил этой обмотки приводит к соответствующему изменению напряжения на клеммах генератора.

Рисунок 4: Автоматическое управление в зависимости от возмущений

Рисунок 5: Диаграмма автоматической системы

Комбинированное управление (для отклонений и возмущений) может быть разработано путем объединения вышеуказанных систем в одну (рис. 6)

Рис. 6. Комбинированная автоматическая система управления

В системе автоматического управления опорным элементом было опорное напряжение, с которым сравнивалась управляемая переменная U f. В общем случае управляемая переменная обозначается буквой Y, а ее уставка Yo .

Если оператор изменяет уставку Yo вручную в установленных пределах и управляемая переменная равна Y , система работает в режиме стабилизации. Если уставка контроллера произвольно изменяется во времени, то система автоматизации, сохраняя значение Δ Y = Yo – Y = 0, будет работать в режиме слежения, то есть следить за изменением Yo .

Наконец, если уставка Yo изменяется не произвольно, а по заранее определенному закону (программе), то система будет работать в режиме программного управления. Такие системы называются системами с программным управлением.

не является замкнутым контуром для управляемой переменной, поэтому мы называем его разомкнутым контуром.

Системы автоматизации, исходя из принципа действия, делятся на статические и астатические. В статических системах регулируемая величина не имеет строго постоянного значения и с увеличением нагрузки изменяется на определенную величину, называемую ошибкой регулирования.

Рассмотренные системы (рис. 1-6) являются примерами простейших статических систем. Возникновение ошибки управления в них связано с тем, что для подачи большего тока возбуждения требуется большее отклонение напряжения.

Рисунок 7: Внешние характеристики автоматических систем: a – статические, b – астатические

Зависимость напряжения генератора от тока нагрузки в виде наклонной прямой линии показана на рисунке 7, а. Наибольшее относительное отклонение напряжения от заданного напряжения называется статистикой напряжения системы: Δ = (Um a x – Umin)/Um a x, где (Um a x, Umin – напряжения холостого хода генератора и нагрузки. Обобщая этот вывод для любой статической системы, мы можем написать: Δ = (Y m a x – Y min)/ Y m a x, где Y – управляемая переменная.

Иногда статизм определяется по другой формуле: Δ = ( Y m a x – Y min)/Y cf, где Y cf = 0,5 ( Y m a x + Y min) – управляющая переменная Y . Статизм называется положительным, если значение Y уменьшается при увеличении нагрузки, и отрицательным, если значение Y увеличивается.

В астатических системах статизм равен нулю, поэтому зависимость между управляемой переменной и нагрузкой представляет собой линию, параллельную оси нагрузки (рис. 7.6).

Рассмотрим, например, систему астатической автоматики (см. рис. 8), в которой напряжение генератора управляется изменением сопротивления реостата R, включенного в обмотку возбуждения L.

Рис. 8 Система автоматизации Astatic

Серводвигатель М начинает вращаться и перемещать ползунок реостата R, как только на входе усилителя А появляется сигнал Δ16; U об отклонении напряжения генератора U ср от заданного значения U р. Ползунок реостата перемещается до тех пор, пока сигнал отклонения не достигнет нуля. Эта схема отличается от второй тем, что на выходе усилителя А не требуется сигнал для поддержания нового тока возбуждения.

Во всех предыдущих примерах предполагалось, что воздействие на исполнительный механизм происходит непрерывно до тех пор, пока существует отклонение управляемой переменной от заданного значения. Такое управление называется непрерывным управлением, а системы – непрерывными системами.

Существуют, однако, системы, называемые дискретными, в которых воздействие на рабочий орган является прерывистым, например, система контроля температуры подошвы утюга, в которой управляющее воздействие может принимать только одно из двух фиксированных значений, в то время как управляемая переменная, температура, изменяется непрерывно.

В этой системе регулирование температуры осуществляется путем включения и выключения нагревательного элемента R на основании сигнала от датчика температуры (см. Основные элементы автоматизации). Если температура поднимается выше заданного значения, датчик размыкает свой контакт и отключает нагревательный элемент. Если температура опускается ниже заданного значения, включаются нагревательные элементы. В этой системе нет стабильного промежуточного состояния для привода, и он занимает только два положения – включен в направлении “больше” или включен в направлении “меньше”.

Для обеспечения требуемого качества процесса управления в системе могут использоваться специальные устройства, называемые обратными связями. Эти устройства отличаются от других тем, что подаваемый в них сигнал имеет направление, противоположное основному управляющему сигналу.

Например, на рис. 8 показана обратная связь E по отклонению управляемой переменной Δ U , которая соединяет выход усилителя A со входом элемента сравнения UN. При положительной обратной связи E на выходе сравнительного элемента UN получается сумма Δ U и Z, а при отрицательной обратной связи – их разность.

Рисунок 9. Схематическая диаграмма системы телемеханики

Рассматриваемые системы автоматизации предполагают прямую связь всех своих компонентов. Если элементы системы автоматизации расположены на значительном расстоянии друг от друга, для их соединения используются передатчики, каналы связи и приемники. Такие системы называются телемеханическими системами.

Телемеханическая система состоит из пункта управления, где оператор управляет системой, одного или нескольких пунктов управления, где расположены управляемые объекты A 1 – An, линий связи L1A – LnA (каналов передачи данных), которые соединяют пункт управления E1M с пунктами управления E2A – Ep (рис. 9). В телемеханической системе по линиям связи может передаваться как вся, так и некоторые виды контрольной и управленческой информации.

В случае передачи информации только о параметрах КО телемеханическая система называется телеметрической, в которой сигналы с выходов датчиков (преобразователей, установленных на КО) передаются на станцию управления Е1М и воспроизводятся в виде показаний циферблатных датчиков или цифровых измерительных приборов. Информация может передаваться непрерывно или периодически, даже по команде оператора.

Если на станцию управления передается только информация о состоянии управляемого объекта (“включен”, “выключен”, “работает”, “неисправен”), то такая система называется системой телесигнализации.

Телесигналы, как и телеметрия, обеспечивают оператора входными данными для принятия решений по управлению OC или используются для генерации управляющих воздействий в системах телеуправления и телерегулирования. Основное отличие этих систем от предыдущих заключается в том, что первые используют дискретные сигналы, такие как “вкл”, “выкл”, а вторые – непрерывные сигналы, аналогичные обычным системам управления.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

– АСУ с открытым контуром, которая не имеет обратной связи и не реагирует на качество результата (например, автоматическая система полива газона или таймер).

Технологическая система
§8 Системы автоматического управления. Робототехника

Системы управления с замкнутым контуром

Автоматическая система управления (АСУ) – это комплекс микропроцессорных и компьютерных технических средств, реализующий автоматическое управление устройствами любого технологического процесса (без участия производственного персонала)..

Система автоматического управления состоит из двух основных компонентов: объекта управления и управляющего устройства.

Системы автоматического управления классифицируются по следующим признакам.

(1) Они различаются в зависимости от цели контроля:

(a) Системы автоматического управления (ACS):

– системы автоматической стабилизации поддерживают определенный выходной параметр (например, фиксированную температуру в холодильнике) на постоянном уровне;

– Системы с программным управлением обеспечивают изменение выходного параметра в соответствии с заданным программным законом (например, цвет светофора меняется через заданное время);

– Системы слежения срабатывают только при необходимости (например, шлюзы водохранилища открываются и выпускают воду, когда уровень воды достигает критической отметки в сезон дождей);

(b) Системы экстремального регулирования (ERS), которые реагируют на минимальное или максимальное значение критерия (например. если в квартире одновременно включены микроволновая печь, тостер и электрический чайник, электричество автоматически отключается);

(c) адаптивные системы автоматического управления (АСАУ) обеспечивают эффективное функционирование системы при широком диапазоне внешних воздействий (например, автопилот самолета удерживает самолет на заданном курсе при изменении погодных условий вне самолета).

Различие проводится в зависимости от типа информации в устройстве управления:

– АСУ с замкнутым контуром, в которой управляющее воздействие зависит от характера сигнала обратной связи;

– АСУ открытого типа, которые не имеют обратной связи и не реагируют на качество полученного результата (например, система автоматического полива газона или таймер).

Примерами объектов с автоматическими системами управления являются торговые автоматы (вендинговые, музыкальные, игровые), телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, телефоны, автомобили и т.д.

Робототехника

Развитие автоматизации привело к развитию робототехники в 20 веке.

Робототехника – это прикладная наука, которая занимается разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника – это прикладная наука, которая занимается разработкой автоматизированных технических систем и является важнейшей технической основой для интенсификации производства.

Робототехника базируется на таких дисциплинах, как механика, информатика, электротехника, электроника и т.д. Робототехника включает промышленные, строительные, космические, аэрокосмические, военные, подводные, бытовые роботы и т.д. Основной темой робототехники является Робот – это автоматизированная машина..

Существует два основных класса роботов.

Манипулятивные роботы – это автоматизированные машины, корпус которых жестко закреплен на полу, стене или потолке цеха, обычно при производстве машин или приборов. Они имеют актуаторы – манипуляторы (конечности), способные двигаться в нескольких направлениях – и программный блок управления, который контролирует робота.

Мобильные роботы – Автоматизированные машины, которые могут перемещаться по поверхности. Эти роботы (с автоматически управляемыми исполнительными механизмами) могут быть колесными, гусеничными, шагающими, ползающими, плавающими или летающими. Первым восьмиколесным беспилотным планетоходом, двигавшимся по лунной поверхности, был “Луноход-1”, изготовленный в нашей стране и доставленный на Луну в 1970 году. (рис. 17). (рис. 17).

С момента появления робототехники ученые пытались создать человекоподобного робота – робота-андроида. Оказалось, что робот, ходящий на двух “ногах”. (скорость походки до 2,7 км/ч, время работы 1 ч) с трудом удерживает равновесие. Тем не менее, уже созданы экспериментальные модели роботов, способные не только ходить по ровной поверхности, но и подниматься по лестнице (рис. 18).

Промышленные роботы используются на крупных заводах для перемещения объектов производства и выполнения технологических операций: сварки, сверления, шлифовки, полировки, покраски, сборки и т.д. (рис. 19). (рис. 19). Промышленный робот имеет один или несколько манипуляторов, которые выполняют поступательные и вращательные движения и способны удерживать рабочие инструменты.

Использование роботов в промышленном производстве имеет ряд преимуществ: они могут работать круглосуточно без перерыва; выполняют технологические операции с высокой точностью; работают в помещениях, загрязненных вредными веществами, где опасно находиться человеку; обеспечивают высокое качество продукции и т.д.

Транспортные роботы Роботы используются для транспортировки товаров и погрузки оборудования в автоматизированном производстве.

Бытовые роботы призваны помочь людям в их повседневной жизни. В настоящее время такие роботы еще не получили широкого распространения, но исследователи прогнозируют их повсеместное внедрение в будущем. В настоящее время успешно используются роботы-пылесосы, роботы для чистки бассейнов, роботы-уборщики, роботы для очистки водостоков на крышах и т.д.

Боевые роботы (военные) – это автоматизированные устройства, которые заменяют человека в боевых ситуациях для спасения человеческих жизней или работы в условиях, несовместимых с человеческими возможностями: разведка, боевые действия, разминирование и т.д.

Социальный робот – Машина, способная автономно или полуавтономно взаимодействовать и общаться с людьми в общественных местах или дома. Эти роботы – няни и сиделки, помощники для инвалидов, дворецкие, учителя и т.д.

Сельскохозяйственные роботы Сельскохозяйственные роботы используются в сельском хозяйстве для обработки почвы, орошения, сбора урожая, стрижки овец и т.д.

Медицинские (хирургические) роботы в последние годы успешно используются для проведения хирургических операций на людях.

Примеры летающие роботы это быстро распространяющиеся беспилотные летательные аппараты нашего времени. Плавающие роботы имитируют движения рыб или медуз.

Роботизированные игрушки широко выпускаются промышленностью разных стран и очень нравятся детям всех возрастов.

Системы управления роботами

В зависимости от системы управления роботы делятся на три типа.

Автоматические роботы:

– программные роботы выполняют действия в соответствии с жесткой программой, хранящейся в памяти запоминающего устройства;

– Адаптивные роботы имеют сенсорные устройства, сигналы от которых поступают в систему управления, система управления анализирует сигналы и принимает решение о дальнейших действиях робота;

– Интеллектуальные роботы (роботы с элементами искусственного интеллекта) способны распознавать окружающую среду с помощью сенсорных устройств и автоматически принимать решение о дальнейших действиях, а также самостоятельно обучаться по мере накопления опыта.

Биотехнологические роботы:

– Человек-оператор дистанционно задает нужное движение с помощью устройства управления, а робот повторяет или копирует его (рис. 20).

Интерактивные роботы:

– Автоматические роботы, чередующие автоматический и биотехнический режимы управления;

– Роботы-контролеры: роботы, которые автоматически выполняют все этапы заданного цикла операций, но переходят от одного этапа к другому по команде человека-оператора;

– Разговорные роботы способны общаться с человеком-оператором, используя язык на определенном уровне (включая текстовые или голосовые команды и ответные сообщения робота).

Программирование работы оборудования

Для того чтобы система управления могла эффективно направлять действия робота, вводится программа человека.

Программирование – это процесс создания и сопровождения специальных компьютерных программ – программного обеспечения. Программирование – это сложный процесс, включающий анализ и решение проблем, проектирование программ, построение алгоритмов, написание текстов, отладку и тестирование программ, документирование, настройку, тюнинг и сопровождение. Считается, что программирование сочетает в себе элементы искусства, науки, математики и инженерии.

Программирование основано на использовании языков программирования, на которых написаны инструкции для компьютера. Язык программирования – это формальная система символов, предназначенная для написания компьютерных программ.

Знакомство с профессиями

Программист – это специалист, который занимается проектированием, разработкой и производством программного обеспечения как промышленного продукта, отвечающего определенным функциональным, дизайнерским и технологическим требованиям. Результатом его/ее деятельности является программное обеспечение. В связи со значительным распространением компьютерных технологий в современном обществе, спрос на профессиональных программистов постоянно растет.

Практическая работа 6

Ознакомление с автоматическими и автоматизированными устройствами 1.

Начертите в тетради таблицу и запишите в соответствующую колонку технические приборы, которые окружают вас в повседневной жизни (будильник, утюг, микроволновая печь, холодильник, электрическая кофемолка, тостер, газовая или электрическая плита, стиральная машина, посудомоечная машина). Также запишите все не перечисленные здесь устройства, которые вы видите на улице, в магазинах или в других местах.

Автоматизированные приборы

Автоматические приборы без обратной связи

Автоматизированные приборы с обратной связью

Исследуйте дистанционно управляемые, автоматические игрушки для детей (модели машин, кранов, вертолетов, самолетов и т.д.). Начертите в тетради таблицу и отметьте в ней движения, которые могут совершать эти устройства в целом и их отдельные компоненты.

Название модели

Прогрессивное движение

Вращательное движение

Запоминание основных понятий

роботы, робототехника, роботы: манипуляционные, мобильные, андроид; промышленные роботы, транспортные роботы, бытовые роботы, военные роботы, социальные роботы, сельскохозяйственные роботы, медицинские роботы; автоматические роботы, биотехнологические роботы, интерактивные роботы; программирование, язык программирования

Самостоятельная работа

Работа с информацией.

Найдите в Интернете и других источниках информации информацию о типах роботов, которые не рассматриваются в учебнике. Узнайте, для каких целей они предназначены и каковы их возможности. Записывайте информацию в виде описаний, диаграмм, фотографий и т.д.

Проверьте свои знания

1) С какой целью человек создает автоматические системы управления?

2) Что такое робототехника?

3. перечислите типы роботов в соответствии с их функциональным назначением.

Система автоматического управления (САУ) – это совокупность устройств автоматизации и объектов управления, которые автоматически управляют объектом или процессом для достижения поставленных целей. Такая система работает без непосредственного участия человека. Функции наблюдения, контроля, эксплуатации остаются за человеком.

[Автоматизация процессов. Курс электроники. Национальная учебная программа по электронике и автоматизации. V. Пурро, А. Сеякин, Таллиннский технологический университет. 2013]

Автоматическая система управления это комбинация контроллера, датчика и объекта управления, в которой обычно используется принцип обратной связи. Он обеспечивает стабилизацию определенного параметра процесса или его изменение по заданному закону.

[25 терминов по электроприводам и автоматизации. (Электронный ресурс). Режим доступа: http:// elprivod.nmu.org.ua/, свободный].

Автоматическая система управления (автоматизация) – это совокупность устройств, предназначенных для автоматического изменения какой-либо физической величины, характеризующей технологический процесс. Например, в электроприводе это может быть любая координата привода. A.c.u. поддерживает заданное значение регулируемой координаты с требуемой точностью или изменяет его в соответствии с заданным законом;

оптимизирует работу объекта управления в соответствии с заданным критерием качества управления;

изменяет уставки, параметры контроллера, структуру, алгоритм работы для достижения требуемого качества управления при изменении параметров S.A.D. и условий эксплуатации.

[Электрический привод. Термины и определения / под редакцией С.К. Козырева. – М.: Издательский дом МЭИ, 2015. – 96 с.].

. см.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Система автоматического управления (САУ) – это совокупность устройств, предназначенных для автоматического изменения одного или нескольких параметров управляемого объекта с целью достижения требуемого режима его работы. АСУ поддерживает заданные значения регулируемых параметров или изменяет их по заданному закону (системы стабилизации, системы программного управления, системы слежения) или оптимизирует определенный критерий качества регулирования (системы экстремального управления, системы оптимального управления). В случае значительных изменений параметров объекта управления и характеристик возмущений и помех В случае значительного изменения параметров объекта управления и характеристик возмущения эти системы самонастраиваются. Для достижения цели управления в отношении характеристик управляемых объектов к ним применяются управляющие воздействия, которые также призваны компенсировать внешние мешающие влияния, имеющие тенденцию нарушать нормальное функционирование объекта. Управляющие воздействия генерируются управляющим устройством.

В зависимости от типа управления АСУ делятся на закрытые, открытые и комбинированные. В основном. В этом типе АСУ сигнальный тракт образует замкнутый контур с участием управляющего устройства и управляемого объекта; отклонения управляемой переменной от желаемых значений компенсируются воздействием через обратную связь, независимо от причины отклонения. Этот тип контроля называется контролем по отклонению. В АСУ разомкнутого контура управление идет по жесткой программе без анализа и учета каких-либо факторов в процессе работы управляемого объекта – на управляющее устройство не поступают сигналы, несущие информацию о текущем состоянии управляемого объекта, иногда измеряются и компенсируются только основные возмущения (помехи). Такое управление называется управлением по возмущению. Комбинированная АСУ использует оба этих принципа управления (возмущение и возмущение). В АСУ сложных технических систем (например, промышленных и энергетических систем, транспортных средств) или систем управления технологическими процессами. Процессы с большим количеством управляемых параметров широко используются в вычислительной технике – микропроцессоры, компьютеры, управляющие машины.

Смотреть что такое “АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ” в других словарях:

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

3.10.55 автоматическая система управления (АСУ): локальная система автоматического управления, работающая в автоматическом режиме с функциями управления. смотреть

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Система автоматического управления (САУ): совокупность средств автоматизации и объектов управления, осуществляющая автоматическое управление объектом или процессом для достижения конкретных целей. Такая система работает без непосредственного участия человека. Функции наблюдения, контроля, управления остаются за человеком.

[Автоматизация процессов. Курс электроники. Национальная учебная программа по электронике и автоматизации. V. Пурро, А. Седякин, Таллиннский политехникум. 2013]

Автоматическая система управления это комбинация контроллера, датчика и объекта управления, обычно использующая принцип обратной связи. Он обеспечивает стабилизацию определенного параметра процесса или его изменение по заданному закону.

[25 Термины по электроприводу и автоматизации. (Электронный ресурс). Режим доступа: http:// elprivod.nmu.org.ua/, свободный].

оптимизирует работу объекта управления в соответствии с заданным критерием качества управления;

изменяет уставки, параметры регулятора, структуру, алгоритм работы для достижения требуемого качества регулирования при изменении параметров S.A.D. и условий эксплуатации.

. см.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

автоматическая система рулевого управления, система автопилота* * * автоматическая система рулевого управления

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

(станки) Sinumerik, Steuerungssystem

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Автоматическая система управления (n)

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

система управления automatico

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

автоматическая система рулевого управления, автоматическая система рулевого управления