Объект управления, управляющее устройство и исполнительный орган.

ЛЕКЦИЯ 3

Техника автоматизации. Автоматическое управление.

Процесс управления и его виды.

При автоматизации установок производственной техники происходит взаимодействие устройств названной техники с информационной. Оно характеризуется тем, что на основании информации получаемой путем измерения, оказывается воздействие на поток энергии или вещества таким образом, чтобы целенаправленно изменить определенные физические или технико-экономические показатели. В соответствии с ранее приведенным определением (см. 1.1.1) это – процесс управления.

Различают три следующих вида управления:

· ручное, которое осуществляется непосредственно человеком;

· автоматизированное, которое осуществляется человеком, но посредством необходимых технических систем;

· автоматическое, которое осуществляется без непосредственного участия человека.

Управление всегда предполагает определенную цель, определенную постановку задачи, формулировка которой не относится к кибернетике.

В качестве примера рассмотрим процесс управления температурой помещения на основании замеренной внешней температуры.

Если положение регулирующего вентиля отопления устанавливает оператор, на основании замеренной внешней температуры, то в этом случае сбор и обработка информации, а также энергетическое воздействие на систему осуществляет человек. Это пример ручного управления (рис. 1.8)

Рисунок 1.8

При автоматическом управлении (рис. 1.9) сбор информации, обработка ее и последующее воздействие осуществляется самостоятельно, так как при увеличении температуры окружающей среды столбик ртути замыкает цепь питания обмотки реле, которое через свой контакт включает или выключает цепь привода вентиля.

Рисунок 1.9

В рассмотренном примере цель процесса управления – поддержание температуры в помещении на заданном уровне при изменении температуры окружающей среды.

Объект управления, управляющее устройство и исполнительный орган.

Несмотря на различие задач, решаемых в процессе управления и разнородности устройств, с помощью которых это осуществляется, в любой системе, реализующей процесс управления, можно выделить три следующих основных элемента:

· объект управления, т.е. часть установки на которою оказывается управляющее воздействие и изменения в которой являются определяющими для выполнения задачи управления;

· управляющее устройство, т.е. совокупность элементов, которая служит для оказания воздействия на объект через исполнительный орган в соответствие с поставленной задачей;

· исполнительный орган, т.е. звено, которое служит для непосредственного целенаправленного воздействия на поток энергии или вещества. (Исполнительный орган можно рассматривать как элемент, относящийся к объекту управления)

Структурная схема, поясняющая взаимодействие перечисленных элементов приведена на рис. 1.10

Рисунок 1.10

Звенья объекта и устройства называют элементарными звеньями. Временные характеристики входных и выходных величин этих звеньев называются входными и выходными сигналами. В кибернетических исследованиях именно эти временные характеристики представляют основной интерес.

В качестве иллюстрации введенных понятий рассмотрим на примере автоматического регулирования температуры (см. рис. 1.9). В данном случае объект управления включает в себя следующие элементарные звенья (рис. 1.11):

· исполнительный вентиль;

· теплообменник;

· помещение.

Рисунок 1.11

Отметим, что входные сигналы, воздействующие на объект, называются сигналами помехи, если они неуправляемы и исполнительными сигналамиили сигналами управления если они управляемы. Сигналы помехи могут быть как измеряемыми, так и не измеряемыми. Выходные сигналы называют также управляемыми сигналами.