Основные определения и классификация систем автоматич. управления (САУ)

Управление – это совокупность действий, направленных на достижение объектом управления (сварочный процесс) заданного состояния (требуемых качества шва, скорости сварки, глубины проплавления, размеров литого ядра и т. п.). Формирование управляющего воздействия и само воздействие на объект управления осуществляется управляющим устройством.

Система управления (СУ) – это совокупность объекта управления и управляющего устройства, взаимодействующих между собой.

Воздействие управляющего устройства (УУ) на объект управления осуществляется по каналу прямой связи, а воздействие объекта управления на управляющее устройство – по каналу обратной связи.

x - управляемая величина,

y - задающее воздействие.

СУ, в которой присутствует только прямая связь называется разомкнутой.

СУ, в которой наряду с прямой связью существует обратная связь называется замкнутой.

Под обратной связью в теории управления понимают передачу сигнала (информации) с выхода объекта управления (ОУ) на вход управляющего устройства (УУ). Обратная связь передаёт результат изменения выходной величины на вход системы.

Эта выходная величина представляет собой реальную физич. величину (длина дуги, глубина проплавления, ширина свароч. ванны, длина и диаметр обратного валика), подлежащую управлению.

Теория автоматического управления – это наука, которая изучает процессы управления и основы проектирования автоматич. систем, работающих по замкнутому циклу в любой области науки и техники. Иначе говоря, она изучает процессы управления и задачи создания любых систем управления с обратной связью.

Главная обратная связь – это связь между выходом и входом системы управления.

Местная обратная связь – это связь между входом и выходом каких-либо элементов внутри системы управления.

Обобщённая функциональная схема САУ

Эта блок-схема является инвариантной (общей), для всех систем автоматического управления сварочными процессами (СП).

СУ – сигнализирующее устройство,

ЗУ – задающее устройство - формирует сигнал задающего воздействия g(t) пропорциональный заданному значению управляемой величины x(t).

СС – система сравнения (схема сравнения),

ИУ – измерительное устройство,

e(t) – сигнал рассогласования (сигнал ошибки),

e(t) = g(t) – y(t),

где у(t)= k·x(t),

ε (t)→ 0 – главная идея ТАУ.

g(t) – сигнал задающего воздействия устройства (физическая величина подлежащая управлению).

ОУ – объект управления,

УПУ – усилительно-преобразоват. устройство (регулятор) – решает основную интеллектуальную функцию СУ.

ИО – исполнительный орган (привод подачи): гидравлический, пневматический, зубчатые, планетарные передачи. ИО может быть источник питания.

X₁(t) – сигнал с выхода регулятора (УПУ),

X₂(t) - управляющее воздействие ИО на ОУ.

КУ – корректирующее устройство

Z(t) – выходной сигнал КУ (местн. обр. связь)

Если задающее воздействие g(t) = const, то это соответствует случаю автоматич. регулирования, основанному на поддержании постоянного значения управляемой величины. Такие системы называются системами автоматического регулирования САР.