Состав систем автоматики

Основное назначение системы автоматики – это получение информации об управляемом процессе, ее обработка и использование для формирования управляющего воздействия на процесс.

В зависимости от назначения различают следующие автоматические системы:

1. Системы автоматической сигнализации. Извещают водителя о состоянии систем автомобиля.

2. Системы автоматического контроля. Без участия водителя осуществляют контроль различных параметров и величин, характеризующих работу какого-либо агрегата автомобиля.

3. Системы блокировки и защиты. Предотвращают возникновение аварийных ситуаций.

4. Системы автоматического пуска и остановки. Включают и останавливают различные приводы, при необходимости реверсируют направление движения рабочих органов по заранее заданной программе.

5. Системы автоматического управления. Осуществляют управление теми или иными агрегатами или процессами.

Важнейшей функцией системы автоматического управления является управление как таковое. В широком смысле слова управление – это организация какого-либо процесса, обеспечивающего достижение поставленной цели. Управление осуществляется путем получения, хранения, анализа и преобразования исходной информации в сигнал, подлежащий исполнению. Подобные процессы изучает кибернетика. Таким образом, изучение систем автоматики является одной из задач кибернетики.

Системы управления содержат технические средства, с помощью которых осуществляется выполнение заданных функций. Эти средства называются элементами автоматики. Каждый элемент имеет свое назначение.

Рассмотрим (рис. 1) общую функциональную схему системы автоматического регулирования (сокращенно – САР).

Рис. 1. Функциональная схема системы автоматического регулирования

· y(t) – функция, описывающая изменение во времени регулируемой величины, то есть – регулируемая величина;

· g(t) - функция, характеризующая требуемый закон изменения регулируемой величины, назовем ее задающим воздействием;

· Д – датчик, измеряющий контролируемую величину;

· ДЗ – датчик задания, вырабатывающий сигнал задания (задающее воздействие);

· ЭС – элемент сравнения;

· У – усилитель сигнала;

· ИЭ – исполнительный элемент;

· ОР – объект регулирования.

Основная задача САР сводится к обеспечению равенства g(t)=y(t). Большинство САР решают эту задачу, используя регулирование по отклонению. То есть при регулировании стараются сократить разность D= g(t)-y(t).

Суть принципа такого регулирования заключается в следующем. Регулируемая величина y(t) измеряется с помощью датчика Д и поступает на элемент сравнения ЭС. На этот же элемент сравнения от датчика задания ДЗ поступает задающее воздействие g(t). В элементе сравнения ЭС величины g(t) и y(t) сравниваются, то есть вычисляется отклонение D= g(t)-y(t). На выходе ЭС формируется сигнал, равный этому отклонению, то есть равный ошибке управления. Этот сигнал усиливается усилителем У и подается на исполнительный элемент ИЭ, который оказывает регулирующее воздействие на объект регулирования ОР. Это воздействие будет производиться до тех пор, пока регулируемая величина y(t) с заданной точностью не приблизится к заданной g(t).

На объект регулирования постоянно действуют какие-либо внешние возмущения. Например, если объектом регулирования является гидроцилиндр, с помощью которого мы должны перемещать некоторую массу с заданной скоростью (регулируемая величина y(t)), то такими возмущениями будут силы инерции и силы трения. Эти возмущения стремятся изменить заданную скорость перемещения (задаваемая величина g(t)), и в задачу САР входит сделать разность между этими величинами как можно меньше, приблизить ее к нулю.

По своему назначению элементы, входящие в состав САР разделяются на чувствительные, усилительные и исполнительные.

Датчики являются чувствительными элементами. Они измеряют регулируемую величину объекта регулирования и вырабатывают на выходе сигнал, пропорциональный этой величине. Входной величиной датчика может быть в принципе любая физическая величина: перемещение, давление, температура, расход, влажность, усилие и т.д.

Датчик может использоваться и для формирования задающего воздействия. В этом случае входной сигнал может поступать от какого-либо механического, электрического или электронного устройства, от ЭВМ, с перфорированной или магнитной ленты.

Контрольные вопросы

1. Для чего используются электронные системы управления автомобилем?
2. Для чего используются средства автоматики?
3. Что такое «датчики», и какие функции они выполняют в системах автоматического управления?
4. Из чего состоят системы автоматики?
5. В чем преимущество электрического сигнала?
6. Какие Вы знаете автоматические системы?
7. Что такое «управление»?
8. Нарисуйте схему автоматического управления с обратной связью и поясните ее работу.

Дата добавления: 2014-10-31