Система управления

Совокупность объекта управления и устройства управления, взаимодействие которых приводит к поставленной цели управления, называется системой управления.

Рис. 1 Блок-схема системы управления

Итак: управление технологическим процессом, оборудованием - это выполнение алгоритмов управления.

Система управления — это возможность целенаправленного воздействия на механизмы, производ­ственные и экономические процессы в интересах общества.

Техника управления базируется на теории обратной связи и анализе линейных систем; она включает в себя также основные положения теории цепей и теории связи. Поэто­му она не ограничивается только какой-то одной технической дисциплиной, а в равной степени применима к аэронавтике, химической технологии, механике, экологии, строите­льству, электротехнике. Очень часто, например, система управления включает в себя эле­менты электрической, механической и химической природы. Более того, по мере более глубокого понимания динамики бизнеса, социальных и политических процессов будет повышаться и способность управления этими процессами.

Система управления — это соединение отдельных элементов в определенную конфигурацию, обеспечивающую заданные характеристики. В основе ее анализа лежит тео­рия линейных систем, предполагающая наличие причинно-следственных связей между элементами. Поэтому процесс или объект, подлежащий управлению, может быть пред­ставлен в виде блока, изображенного на рис. 2. Связь между входом и выходом — это, по сути, преобразование одного сигнала (причины) в другой (следствие), причем доволь­но часто с усилением мощности.

Рис. 2 Система управления

Управление инженеры часто используют обратную связь при проектировании систем управления. Например, в автомобиле с круиз-контроля скорости автомобиля находится под постоянным контролем и подается обратно в систему, которая регулирует мощность двигателя соответственно. Там, где есть регулярная обратная связь, теории управления можно использовать для определения того, как система реагирует на такую обратную связь.

Нашу эру часто называют " Веком Автоматизации ". Основная причина этого - постепенное, но неуклонное перемещение все большего количества функций регулирования, управления и контроля от человека к машинам и оборудованию (на сегодня, главным образом, компьютеризированным). Ядро современной технологии автоматизации в большой степени составляют технологии управления без обратной связи (по незамкнутому контуру) и с обратной связью (по замкнутому контуру). Хотя обе области фактически идентичны в постановке целей, между ними имеется явное различие в основных принципах выполнения задач. Как будет показано в дальнейшем, технология управления с обратной связью обычно основана на более технически развитых принципах, хотя это может приводить к более высоким затратам на проектирование и оборудование.

В разомкнутой системе управления для получения же­лаемой реакции объекта обычно используется регулятор или исполнительное устройство, как показано на рис. 4. В разомкнутой системе обратная связь отсутствует.

Рис. 4 Пример разомкнутой системы

В разомкнутой системе для непосредственного управления объектом применя­ется специальное исполнительное устройство, а обратная связь отсутствует.

В отличие от разомкнутой, в замкнутой системе производится измерение действите­льного значения выходного сигнала, которое затем сравнивается с его желаемым значе­нием. Измеренное значение выхода называют сигналом обратной связи. Простейшая замкнутая система управления изображена на рис. 5. Замкнутая система стремится поддержать заданное соотношение между двумя переменными путем сравнения функций от этих переменных и использования их разности в качестве управляющего сигнала. Чаще всего разность между заданным значением выходной переменной и ее действитель­ным значением усиливается и используется для воздействия на объект управления, в ре­зультате чего эта разность постоянно уменьшается. Принцип обратной связи лежит в основе анализа и синтеза систем управления.

Рис. 5 Замкнутая система управления

В замкнутой системе производится измерение выходной переменной и его резуль­тат в виде сигнала обратной связи сравнивается с эталонным входным сигналом, несущим информацию о заданном значении выходной переменной.

В связи с возрастающей сложностью объектов управления и желанием добиться оптимальных показателей качества, за последнее десятилетие резко повысилась роль авто­матического управления. К тому же во многих случаях возникает необходимость учиты­вать взаимное влияние выходных переменных друг на друга, что неизбежно отражается на структуре системы.

Дата добавления: 2014-01-03