Функциональные и структурные схемы АСР

Любую АСР, как и устройство можно представить как комбинацию простейших элементов, соединенных между собой и воздействующих друг на друга.

Если система расчленяется по функциональному признаку (по роду выполняемых функций элементами), то получаются функциональные схемы. При этом каждый элемент изображается в виде прямоугольника, внутри которого проставляется его функциональное обозначение. Те воздействия которые элементы оказывают друг на друга изображаются стрелками или линиями.

Пусть Q_п, Q_н – расходы подачи газа и нагрузки на ОУ, Х_р – сигнал с регулирующего устройства; l – перемещение подвижного органа.

Пневматическое исполнительное устройство (МИМ), установленное на трубопроводе. Оно состоит из исполнительного механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО), т.е. устройство имеет два функциональных блока и его функциональная схема будет выглядеть следующим образом:

Если в данном примере трубопровод принять за объект управления, то данная система регулирования расхода будет представлена в виде следующей функциональной схемы

Если АСР разбивается по динамическому принципу, т.е. происходит изменение сигнала по времени, то имеет место структурная схема.

Структурные схемы состоят из динамических звеньев, узлов суммирования, и узлов разветвления. Динамические звенья изображаются в виде прямоугольника, внутри которого записывается передаточная функция звена. Узел суммирования выполняется в виде знака суммирования Ä, узел разветвления в виде точки. Эти элементы соединяются между собой стрелками, показывающими направление прохождения сигнала.

При прохождении сигнала через узел разветвления значение его на выходе не изменяется, т.е.

х_вх = х_вых1 = х_вых2 = х_вых3 = … = х_выхn

При прохождении сигналов через узел суммирования их значение на выходе суммируется, т.е.

х_вых = х_вх1 + х_вх2 + х_вх3 + … + х_вхn

Динамические звенья

При прохождении сигнала через динамическое звено он изменяется как по величине, так и форме.

Звенья классифицируются по динамическим свойствам, т.е. по уравнению связи между входным и выходным сигналами, что позволяет:

- не учитывать функциональную сущность процесса;

- не учитывать конструктивное исполнение устройства.

Динамические звенья, описываемые уравнениями не выше второго порядка, носят название типовых.

Основными типовыми звеньями являются:

- усилительное;

- инерционное;

- колебательное;

- интегрирующее;

- дифференцирующее идеальное;

- дифференцирующее реальное;

- запаздывающее.