Основные определения в теории управления

1.1 Основные определения в теории управления

Теория автоматического управления (ТАУ) – это техническая дисциплина, основанная на использовании математического представления, то есть уравнений систем и элементов.

При проектировании современных технических систем и используется  теория автоматического управления, включающая современные методы анализа и синтеза  технических систем путем компьютерного моделирования.

Компьютерное моделирование использует различного вида программы, где математическое представление систем и их элементов положено в основу  схем моделирования.

Объектом управления в электроэнергетике является различного вида генераторы, вырабатывающие электрическую энергию.

Существует управление как работой группой совместно работающих генераторов или  работой одного генератора.


Управление – это такая организация работы  генератора в ходе технологического процесса по выработке электрической энергии, которая обеспечивает достижение поставленных целей.

Целью управления  работой генератора является обеспечение заданной производительности и качества, то есть заданной мощности, заданного напряжения и заданной частоты.

Качество управления любой технической системой определяется точностью.

Точность в теории управления  оценивается величиной обратной называемой ошибкой.

В процессе работы генераторов, при подключении или отключении от сети, необходимо обеспечить безаварийность работы. Время подключения/отключения  называется быстродействием технической системы.

Обеспечение заданных высокого быстродействия и допустимой ошибки являются основными задачами при проектировании  технических систем.

В ходе выполнения основных задач управления решаются следующие вопросы:

— определение функциональной схемы системы;

— определение уравнения системы и основных элементов системы;

— определение структурной схемы системы на основе математических моделей элементов;

— определение влияния параметров элементов на свойства системы;

— выбор дополнительных элементов и  системы в соответствии с заданными техническими параметрами;

— определение параметров выбранных дополнительных элементов системы.

Функциональная схема системы управления работой  генератора включает системы управления скоростью вращения генератора и величиной напряжения.

Уравнения элементов могут быть получены из описания принципа его работы.

Структурная схема используется как схема моделирования реальной технической системы.

Влияние параметров элементов оценивается по виду переходных процессов в системе.

В ТАУ для получения заданных параметров переходных процессов в систему специально вводятся дополнительные элементы – регуляторы.

В технической системе это регуляторы скорости, регуляторы перемещения, регуляторы момента  и т.д.

Параметры  и типы регуляторов при моделировании изменяются. Определение параметров регуляторов базируется на использовании возможностей прикладных программ для математического описания в виде передаточных функций или дифференциального уравнения для получения заданного переходного процесса.

Работа технической системы   характеризуется следующими режимами:

— ручной;

— полуавтоматический;

— автоматический.

Ручной режим это управление механизмами человеком-оператором. В этом случае производительность обеспечивается квалификацией человека и техническими параметрами механизма.

Полуавтоматический режим работы характеризуется совместной работой человека-оператора и механизма на определенных этапах  техпроцесса.

Автоматический режим работы характеризуется непрерывной работой механизма по заданной программе в течении технологического процесса. Человек-оператор вмешивается на этапах настройки программы и отладки технической системы.

Рассмотрим  техническую систему  в составе объекта управления (ОУ), исполнительного механизма (ИМ) и системы управления (СУ), представленную на рис. 1.

Техническая система

Рис. 1 – Техническая система

При работе системы в автоматическом режиме используются следующие входные сигналы (команды):

— включение – вкл;

— выключение – выкл;

— включение-выключение – вкл/выкл;

— переключение с одного уровня на другой – перекл.

На рис. 2 представлены временные диаграммы входных типовых сигналов х(t).

Временные диаграммы входных сигналов

Рис. 2 – Временные диаграммы входных сигналов

Для достижения высокой производительности при работе системы с такими входными сигналами необходимо обеспечить точность отработки формы сигнала и быстродействие.
С одной стороны любая электромеханическая система  обладает инерционностью.
С другой стороны для системы необходимо ограничивать величины ускорения и скорости входных сигналов.
В этом случае входной x (t) и выходной y (t) сигналы  системы для команды вкл/выкл представлены на рис. 3.

Входной и выходной сигналы системы

Рис. 3 – Входной и выходной сигналы системы

Для управления работой генератора необходимо иметь систему управления скоростью вращения (частота напряжения) и систему управления напряжением возбуждения генератора (изменяется и ток возбуждения).

—————————————————————————————————————————————

Техническая система, источником энергии для которой является электричество, сможет функционировать нормально только если монтаж электрической проводки был осуществлен правильно.  В Санкт-Петербурге компания http://www.pks-service.ru выполнит монтаж электропроводки профессионально и надежно.

—————————————————————————————————————————————

Еще по теме

Оставить комментарий