Podstawy automatyki - Wprowadzenie do podstaw automatyki
1. Element automatyki to taki układ, w którym wyróżniamy jeden lub wiele sygnałów wejściowych i wyjściowych.
2. Sygnał w automatyce to dowolna wielkość fizyczna za pomocą, której przekazywane są informacje w pewnym procesie np.: temperatura, ciśnienie.
2. Sygnał w automatyce to dowolna wielkość fizyczna za pomocą, której przekazywane są informacje w pewnym procesie np.: temperatura, ciśnienie.
3. Sygnał zakłócający to sygnał, który może być generowany wewnątrz układu i wywiera niekorzystny wpływ na sygnał wyjściowy. Zakłócanie zewnętrzne jest generowane poza układem i jest sygnałem wejściowym.
4. Obiekt sterowania w automatyce to obiekt, na który oddziałuje się podczas sterowania. Obiekty te miewają różną wielkość i złożoność – mogą to być mniejsze urządzenia takie jak zbiorniki, pompy, przepustnice, turbiny, silniki, napędy, maszyny czy robot.
5. Układ automatyki to zespół wzajemnie połączonych elementów biorących udział w sterowaniu automatycznym procesu.
6. Sterowanie automatyczne to oddziaływanie na obiekt lub proces w sposób zamierzony, którego przebieg chcemy otrzymać bez udziału człowieka.
Wyróżniamy dwa zasadnicze sposoby sterowania:
- sterowanie w układzie otwartym (otwarte układy sterowania),
- sterowanie w układzie zamkniętym (sprzężenie zwrotne ujemne lub dodatnie).
7. Ze względu na realizowane zadania układy dzielmy na:
- układy stabilizacji - utrzymywanie możliwie stałej, podanej wartości wielkości wyjściowej, oraz minimalizacja wpływu zakłóceń tę wielkość
- układy programowe - wartość zadana w=w(t) jest z góry określaną funkcją czasu, czyli zmieniającą się według pewnego programu
- układy nadążane - zadaniem jest nadążanie wielkości wyjściowej y za zmieniającą się w nieznany nam sposób wielkością zadaną w
- adaptacyjne - sterowanie obiektem o zmieniających się właściwościach dynamicznych i zakłóceń, w trakcie, którego przeprowadza się estymację parametrów modelu obiektu i zakłóceń w celu uaktualnienia parametrów algorytmu sterowania
8. Ze względu na rodzaje elementów z jakich składa się układ, wyróżniamy:
- liniowe - zbudowane tylko z elementów liniowych opisanych liniowymi równaniami różniczkowymi o stałych współczynnikach. Elementy te mają prostoliniowe charakterystyki statyczne
- nieliniowe - zawierają, co najmniej jeden element nieliniowy i można je opisać równaniem różniczkowym nieliniowym. Przykładem mogą być przekaźniki, regulatory dwu i trójpołożeniowe.
9. Ze względu na sposób pomiaru wielkości regulowanej, układy dzielimy na:
- analogowe - wielkość regulowania mierzona jest w sposób ciągły, zaś wynik pomiaru przedstawiany jest w postaci ciągłej zmiany wielkości fizycznej, związanej z wielkością regulowaną, określoną jednoznaczną zależnością funkcyjną - np. przyrządy pomiarowe
- cyfrowe - wielkość zadana podawana jest w postaci cyfrowej. W procesach fizycznych wielkości regulowane zmieniają się w sposób ciągły w czasie, a więc w układach cyfrowych występują elementy przekształcające sygnał analogowy na sygnał cyfrowy.
10. Ze względu na sposób przekazywania sygnałów, układy dzielimy na:
- układy regulacji ciągłej - wszystkie elementy układu działają w sposób ciągły i mogą przyjmować każą wartość z przedziału zamienności sygnału - np. mierniki wskazówkowe
- układy regulacji dyskretnej - układy, w których co najmniej jeden element pracuje w sposób dyskretny. Wysłane sygnały przez takie element mogą przyjmować tylko wybrane wartości i występować w pewnych chwilach czasu. Układy tego typu można opisać równaniami różnicowymi - np. układy impulsowe, przekaźnikowe
