Основные характеристики звеньев автоматических систем

При изображении систем управления применяются два принципа — функциональный и структурный и, соответственно, схемы подразделяются на функциональные и структурные.

Функциональной схемой называется такая схема, в которой каждому функциональному элементу системы соответствует определенное звено. Названия элементов и блоков указывают на выполняемые функции, например: чувствительный элемент, преобразующий элемент, датчик, управляющий блок, исполнительный блок, электродвигатель и т. д.

Структурной схемой называется такая схема, в которой каждой математической операции преобразования сигнала соответствует определенное звено. В зависимости от полноты математического описания и от математических операций, выполняемых различными звеньями, для объектов могут быть составлены различные структурные схемы.

Части структурной схемы называют звеньями, каждое из которых отображает алгоритм преобразования сигнала — математическую или логическую операцию.

На структурных схемах звенья изображают прямоугольниками, внутри которых записывают соответствующие операторы преобразования сигналов. Прямоугольники соединяют линиями, отображающими информационные сигналы взаимодействия звеньев с указанием направлений этих сигналов (рис.1).

Рис.1. Звено системы автоматического регулирования.

Звено системы может являться техническим устройством любой физической природы, конструкции и назначения. Входная x(t) и выходная y(t) величины соответствуют физическим величинам, выражающим воздействие предыдущего звена на данное звено и воздействие данного звена на последующее. Например, в электродвигателе роль величины x(t) будет играть напряжение в цепи питания якоря u(t), а y(t) — угловая скорость вращения вала w(t) (рис.2).

Рис.2. Электродвигатель, как звено системы автоматического регулирования.

В зависимости от отображаемых физических свойств различают статические и динамические элементарные звенья.

У статического звена мгновенное значение выходного сигнала зависит только от мгновенного значения входного сигнала в данный момент и не зависит от характера изменения входного сигнала во времени. Связь между входным и выходным сигналами статического звена обычно описывается алгебраической функцией.

Динамическое звено преобразует входной сигнал в соответствии с операциями интегрирования и дифференцирования во времени. Значение выходного сигнала динамического звена зависит не только от текущего значения входного сигнала, но и от его предыдущих значений, т. е. характера изменения входного сигнала.

Динамические звенья описываются дифференциальными уравнениями.

Дата добавления: 2015-06-25