печи) до определенпой температуры z/q, при которой мета-чл затем будет выдерживаться в печи.

В других случаях нормальный режм.м работы объекта .может быть связан с непрерывным программным изменением управляемой величины во времени (рис. 2.2), например угла танажа вертикально взлетающей ракеты на активном участке ее полета.

Во всех описанных случаях в составе управляющего устройства имеется программный блок, в кото-рьн! заранее заложена требуемая временная программа. В случае же следящей систе.мы требуемый закон изменения управляемой величины g(t), может быть в рнреде-лепиых пределах произвольным.

Ири.мером параметрической программы может служить задание требуемого переменного значения высоты полета у (рис. 2.3) при снижении .четагельного аппарата, по не во В1)емени, а в зависимости от rcKyniero значения пройденного пути s, чтобы снизиться в определенную точку независимо от времени протекания этого процесса.

Другим примером параметрической программы может быть задание пе[)еменио-го давления в герметической кабине высотного самолета в зависимости от текуще10 значения высоты полета (рис. 2.3, где г/ - давление, .v - высота).

Наконец, типичным примеро.м параметрических программ являются так называемые законы наведения в системах телеуправления и самопаведепия сна[)ядов. Законом иаведеття называется особая программа унрав.чения, которая задается через текунще значения координат и скоростей управляемого объекта незавнси.мо от того, в какой момент вре.мени они имеют .место в процессе движения объекта.

Пусть, напри.мер, тело А (рис. 2.4) должно быть сближено с: телом В для мягкого контакта; р - текущее от1[осительное расстоятше между нн.ми. Условия, которые должны быть выполнены в процессе сближения, следуюпше;

р <0, , (2.1)

р = О при р = О, . (2.2)

р ограничено, (2.3)

Г ограничено, (2.I)

где Т - время сближения; условие (2.2) - условие мягкого контакта в конце сближения; условия (2.1), (2.3) должны выполняться в течение всего процесса сближения,

причем ограничение р связано с ограничением мопиюсти и.ти силы уп1)ав;1яюп1е-го воздействия. Прсдстави.м закон наведения в виде

Р + /(р) = 0.

(2.5)

Таким образом, в системе управления должны быть измерители величин р н р и

устройство фор.мировапия сигнала

= Р + /(р), (2.6)

величина которого должна все время сво.циться к пулю. Найде.м целесообразное выражение фу]п<ции /(р).

Если принять линейный закон иавсдспия, т. с. положить/(р) = kp, при котором уравнение (2.5) имеет вид

р + /ср = О,

(2.7)

то окалсется, что при этом Т = о°. Следовательно, линейный закон наведения не lo-дится.

Обратимся к нелинейной функции вида/(р) = кр. Тогда нелинейный закон наведения (2.5) будет иметь вид

р-г/ф =0.

(2.8)

Оказывается, что при b > 1 величина 7 == < , а при b < /2 величина р = > при р = 0. Если же

/2Ь\,

(2.9)

то Гкопечио, причем р = const при й = /2, а в остальных случаях ( /2 < й < 1) величина р уменьшается в процессе наведения с уменьшением р.

В результате приемлемы.м оказывается нелинейный закон навс;1ения (2.8) при значении в интервале (2.9). Копкретизапия значения b внутри этого интервала может производиться на основании каких-либо других требова1пи 1 ]1риме1И1тсль-по к каждой конкретной технической системе.

Итак, в систе.мах автоматического управления прежде всего задается тем или ины.м способом ирогра.мма управ;1ения (в описанио.м вьпие широком пннимаиии этого термина). Стабилизация неизменного значегшя управляемой величины будет простейши.м частным случаем программы: г/ р = = con.st.

Программа гу , .) будет ос\-1.цсствляться cucTCMoii управления неизбежпо с некоторыми ошибками, как показано на рис. 2.5. Ошибка системы (])ассогласование)

х(0 УщХО - y{t)

обусловлена как ногрешпостя.ми реальной апгшратуры, так и самим нринцино.м ио-стросния системы. При этом меняющаяся в процессе управления так называемая ди-намииеская ошибка x(t) может перейти в [юкоторос постоянное отклонение унрав.-тя-смой величины в установившемся режиме при г/ con.st, называемое статической ошибкой

Понятие дина.мичсская опшбка является очень пшрокнм. В пего вюночаются все виды ошибок систем автоматическо[о управления, которые имеют место в динамических процессах, т. е. при меняющихся внешних воздействиях (возмущающих или управляющих) н во всех случаях переходных процессов. Различные виды этих ошибок и способы их уметшюпия будут пред.мето.м изучения во всех да;п>пейнптх главах книги.

Величины динамических и статических отнибокуиравления в очень си.-тьпой степени зависят от структуры управляютцего устройства, определяющей так называемый ачгорнт.м управления.

§ 2.2. Линейные алгоритмы управления

Система авто.матнческого управления, как уже известно, состоит из взаимосвязанных и взаимодействуюпцгх между собой управляемого объекта и у[1])авляющего устройства (рис. 2.6). Поэтому и качество протекающих в ней процессов зависит как от свойств самого объекта, так и от того, как управляющее устройство управляет отн.м объектом.

Управ;[яемый объект - это заданная часть системы (самолет, ракета и т. п.), и eio свойства в процессе проектирования автоматической системы можно изменять лин[ь в небольших пределах. Управляющее устройство искусственно н])оектируеТся применительно к каждому конкретному обт>екту. Фушсциоиальная зависимость, в соответствии с которой управляющее устройство форхп-i-рует управляющее воздействие u{t), называется алгоритмом управления. Эта зависимость может быть ]гредставлена в виде

rjicF- некоторая, в общем случае, нелинейная функция отошибких, задающего воздействиями возмущающего воздеГ1Ствия/, а также от их производных и нн-тегратов по времени. Обычно она может быть запнса-. на следующим образом:

u{t) - f,(x) + F.,(f) + / з(й).

I lepboe слагаемое соответствует управлению по отклонению, второе н третье - управлению по внешним

Воз.мущающее воздействие

Управляемый объект

Управляющее устройс1во

За,чаю1нее воздействие