Читать онлайн «Анализ систем автоматического управления»

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики В. В. Григорьев, Г. В. Лукьянова, К. А. Сергеев АНАЛИЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Санкт-Петербург — 2009  1 Основные понятия Центральными понятиями курса «Теория автоматического управления» являются термины „управление“ и „система управления“. Определение 1. Управление — это целенаправленное воздействие на объект (управляющий процесс), приводящее к заданному изменению (или поддержанию) его состояния. Определение 2. Система управления — это комплекс (или система) взаимосвязанных элементов, участвующих в процессе управления. Каждая система управления управляет объектом. Состояние этого объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, которые будем называть переменными состояния или вектором состояния. В естественных процессах в роли таких переменных могут выступать механические перемещения (линейные или угловые); их скорости; электрические переменные; температура; плотность; содержание определённого вещества; объем выпускаемой продукции, курс ценных бумаг и т. п. [2] Система управления управляет объектом в соответствии с целью управления. Определение 3. Цель управления — это изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Определение 4. Закон управления — это правило, которое определяет способ управления. Любая система управления может быть представлена в виде функциональной совокупности элементов, которая изображена на рисунке 1. 1. На этом рисунке представлена типовая функциональная схема системы управления. В ее состав входят следующие элементы: — Технический объект (ТО) — объект, которым следует управлять в соответствии с его функциональным назначением. 2  Внешняя среда f Программно g u U y Исполнительный Технический -задающее Регулятор механизм объект устройство Объект управления ^ X Измеритель X инфорации Рисунок 1. 1 — Функциональная схема системы управления — Исполнительный механизм (ИМ) — механизм, который воздействует на технический объект с целью изменения его поведения в среде функционирования (U ). — Измеритель информации (ИИ) — устройство, вырабатывающее в каждый момент времени текущую информацию о поведении технического объекта (x̂). — Программно-задающее устройство (ПрЗУ) — устройство, предназначенное для выработки на сигнальном уровне требуемого поведения технического объекта в соответствии с целью его функционирования (g). — Регулятор (Р) — устройство, предназначенное для выработки управляющих воздействий на основе сравнения текущей информации о поведении технического объекта и его желаемого поведения, задаваемого программно-задающим устройством (u). — Внешняя среда (ВС) — отражает влияние внешней среды на работу отдельных элементов (функциональных блоков) системы управления.