щим образом. Напряжение, которое снимается с делителя напряжения Тд, служащего чувствительным элементом, пропорционально выходному напряжению. Это напряжение сравнивается с задающим напряжением и определяется отклонение (ошибка) Аи, которое усиливается электронным усилителем (ЭУ) и подается на электромашинный усилитель (ЭМУ). На выход ЭМУ подключена обмотка возбуждения генератора.

Достоинством принципа обратной связи является его универсальность, возможность его использования в условиях отсутствия информации о возмущающих воздействиях. Действительно, для его реализации не надо знать, какие возмущения действуют на систему управления и чем вызвано отклонение управляемой переменной от требуемого значения.

Принцип обратной связи широко используется в технике, а также присущ живым организмам и обществу. Так, например, установлено, что, когда человек берет какой-либо предмет, управление кистью его руки производится по принципу обратной связи. Рыночная экономика представляет собой систему управления, функционирующую по принципу обратной связи. В данной системе регулятором, работающим по принципу обратной связи, является рынок, который определяет дисбаланс между предложением и спросом и воздействует на производство того или иного товара.

Недостатком способа управления по отклонению является принципиальная невозможность полной компенсации возмущающих воздействий. Это связано с тем, что при этом способе управления управляющее воздействие начинает вырабатываться и оказывать влияние на ход процесса управления только после того, как возмущение, начав действовать, вызывает отклонение управляемой величины от требуемого режима. Кроме того, следует отметить, что система управления с обратной связью может оказаться неустойчивой, хотя объект управления устойчив.

1.2.4. Принцип комбинированного управления. Выше при рассмотрении принципа компенсации и принципа обратной связи отмечались их достоинства и недостатки. Естественной является попытка поиска способа управления, в котором бы совмещались достоинства обоих принципов управления. Таким способом управления является принцип комбинированного управления, при котором одновременно используются способы управления как по возмущению, так и по отклонению.

Принцип комбинированного управления используется в тех случаях, когда на систему действует много различных возмущений, один (или несколько) из которых оказывает наибольшее влияние на работу системы управления и может быть измерен. В подобных случаях влияние превалирующего возмущения можно нейтрализовать, используя принцип компенсации, и нейтрализовать влияние остальных возмущений, используя принцип обратной связи.

1.3. Структура системы управления

1.3. Структура системы управления

Система управления включает управляющее устройство (УУ) и объект управления. Структура УУ зависит от используемого принципа управления. При использовании принципа программного управления УУ включает программатор и исполнительное устройство (см. рис. 1.3).

Управляющее устройство, построенное на основе принципа компенсации (рис. 1.7, а), включает: задатчик или задающее устройст-

Рис. 1.7. Функциональная схема системы управления: а - по возмущению; б - с обратной связью

во (ЗУ), которое вырабатывает задающее воздействие; чувствительный элемент (ЧЭ), предназначенный для измерения возмущения; усилительно-преобразовательное устройство (УПУ), которое на основе задающего воздействия и измеренных значений возмущения вырабатывает управляющее воздействие; исполнительное устройство (ИУ), которое непосредственно воздействует на объект управления.

Управляющее устройство системы управления по отклонению (рис. 1.7, без штриховой линии), помимо задающего устройства, усилительно-преобразующего устройства и исполнительного устройства, содержит сравнивающее устройство (СУ), которое определя-

2 Д.П. Ким

Регулятор УУ

Объект регулирования (управления)

Рис. 1.8. Блок-схема замкнутой системы управления

ления, и блок-схему замкнутой системы управления представляют так, как это показано на рис. 1.8.

Здесь под регулятором или управляющим устройством понимают преобразующее устройство, формирующее на основе ошибки е управляющее воздействие, а объектом регулирования (управления) - собственно объект управления, объединенный с остальной (инерционной) частью управляющего устройства. Зависимость и = F{e) выходной переменной регулятора от его входной переменной называется законом или алгоритмом управления. Здесь F - оператор.

В промышленных регуляторах находят применение следующие типовые законы управления (в скобках указаны названия соответствующих регуляторов):

пропорциональный закон или П-закон {пропорциональный регулятор или П-регулятор)

и = ке]

пропоционально-интегральный закон или ПИ-закон {пропорционально-интегральный регулятор или ПИ-регулятор)

je{t) dt; о

пропорционально-дифференциальный закон или ПД-закон {пропорционально-дифференциальный регулятор или ПД-регулятор)

и = ке + кд -;

ет ошибку е, равную или пропорциональную отклонению управляемой переменной от требуемого значения, и чувствительный элемент (ЧЭ), предназначенный для измерения управляемой переменной.

Управляющее устройство системы комбинированного управления (рис. 1.7, со штриховой линией) по сравнению с управляющим устройством системы управления по отклонению включает дополнительно чувствительный элемент, предназначенный для измерения возмущения.

1.4. Законы управления

Как было установлено выше, управляющее устройство состоит из различных элементов. Однако при разработке и исследовании алгоритмов управления обычно исполнительное устройство и другие элементы, обладающие инерционностью, объединяют с объектом управ-