Системы управления (СУ)

1.1. Состав СУ. Замкнутые СУ – первый способ управления

В задачах управления всегда есть два объекта – управляемый и управляющий. Управляемый объект обычно называют объектом управления или просто объектом, а управляющий объект – регулятором.

Объект управления (ОУ) – устройство (система), осуществляющее технический процесс и нуждающееся в специально организованных воздействиях извне для осуществления его алгоритма функционирования.

Регулятор (или устройство управления (УУ)) – устройство, осуществляющее в соответствии с алгоритмом управления воздействие на объект управления.

Алгоритм управления – совокупность предписаний, которая определяет характер воздействий на ОУ со стороны УУ, необходимых для решения стоящей перед данной СУ задачи.

Обычно регулятор действует на объект управления не прямо, а через исполнительные механизмы (приводы), которые могут усиливать и преобразовывать сигнал управления, например, электрический сигнал может «превращаться» в перемещение клапана, регулирующего расход топлива, или в поворот руля на некоторый угол.

Чтобы регулятор мог «видеть», что фактически происходит с объектом, нужны датчики. С помощью датчиков чаще всего измеряются те характеристики объекта, которыми нужно управлять. Кроме того, качество управления можно улучшить, если получать дополнительную информацию – измерять внутренние свойства объекта.

Например, в системе управления курсом корабля:

· объект управления – это сам корабль, находящийся в воде; для управления его курсом используется руль, изменяющий направление потока воды;

· регулятор – цифровая вычислительная машина;

· привод – рулевое устройство, которое усиливает управляющий электрический сигнал и преобразует его в поворот руля;

· датчики – измерительная система, определяющая фактический курс;

· внешние возмущения – это морское волнение и ветер, отклоняющие корабль от заданного курса;

· шумы измерений – это ошибки датчиков.

Это пример замкнутой СУ, т.е. с цепью обратной связи.

И так:

системой автоматического управления (САУ) - называют совокупность управляемого объекта и автоматического управляющего устройства (регулятора), взаимодействующих между собой в соответствии с определенным алгоритмом управ­ления.