自动系统的元素

任何自动化系统都由相互独立的结构元件组成，这些元件相互连接并执行某些功能，通常称为元件或自动化装置……从元件在系统中执行的功能任务的角度来看，它们可以分为感知、设定、比较、改造、执行和纠正。

传感器元件或初级传感器（传感器）测量技术过程的受控量并将它们从一种物理形式转换为另一种物理形式（例如， 热电温度计 将温差转换为热电动势）。

自动化的设置元件（设置元件）用于设置受控变量 Xo 的所需值。它的实际值必须与该值匹配。致动器的例子：机械致动器、可变电阻器、可变电感器和开关等电气致动器。

自动化比较器将控制值 X0 的预设值与实际值 X 进行比较。比较器输出端接收到的误差信号 ΔX = Xo — X 通过放大器或直接传输到驱动器。

当信号功率不足以进一步使用时，转换元件在磁性、电子、半导体和其他放大器中执行必要的信号转换和放大。

执行元素在控制对象上创建控制动作。它们改变提供给受控对象或从受控对象移除的能量或物质的量，以使受控值对应于给定值。

纠正要素用于提高管理过程的质量。

自动化系统中除主要元件外，还有附属元件，包括开关元件和保护元件、电阻器、电容器和信号设备。

一切 自动化元件 不管它们的用途如何，它们都具有确定其操作和技术特性的一组特定特性和参数。

主要特征中的主要特征是元素的静态特征...它表示输出值 Хвх 对静态模式下输入 Хвх 的依赖性，即Xout = f(Xin)。取决于输入量符号的影响，不可逆（当输出量的符号在整个变化范围内保持不变时）和可逆的静态特性（当输入量符号的变化导致变化时）输出量的符号）被区分。

动态特性用于评估元件在动态模式下的性能，即随着输入值的快速变化。它由瞬态响应、传递函数、频率响应设置。瞬态响应是输出值 Xout 对时间 τ 的依赖性：Xvx = f (τ) — 输入信号 Xvx 呈跳跃式变化。

传输因子可以根据元件的静态特性来确定。传输因子分为静态、动态（微分）和相对三种类型。

静态增益Kst是输出值Xout与输入Xin的比值，即Kst=Xout/Xvx。传递因子有时也称为转换因子。关于具体的结构元件，静态传动比也称为增益（在放大器中）、减速比（在齿轮箱中）、 转换因子（在变压器中） ETC。

对于具有非线性特性的元件，使用动态（微分）传递系数 Kd，即 Kd = ΔХвх /ΔXvx。

相对传递系数Cat等于元件输出值的相对变化量ΔXout/Xout.n与输入量的相对变化量ΔXx/Xx.n之比，

Cat = (ΔXout / Xout.n) /ΔXvx / Xvx.n,

其中 Xvih.n 和 Xvx.n——输出量和输入量的标称值。该系数是一个无量纲值，在比较设计和工作原理不同的元件时很方便。

灵敏度阈值——输入量的最小值，此时输出量会发生明显变化。这是由于结构中存在摩擦元件而没有润滑剂、接头中存在间隙和反冲造成的。

使用偏差控制原理的自动封闭系统的一个特征是存在反馈。让我们以电加热炉的温度控制系统为例，看一下反馈的原理。为了将温度保持在规定的范围内，进入设施的控制动作，即。提供给加热元件的电压是在考​​虑温度值的情况下形成的。

使用初级温度传感器，系统的输出连接到它的输入。这样的链路，即信息以与控制动作相反的方向传递的通道，称为反馈链路。

反馈可以是正面的和负面的，刚性的和灵活的，基本的和附加的。

当反馈和参考影响的迹象匹配时，就会调用正反馈关系。否则，反馈称为负反馈。

灵活的反馈电路：a、b、c — 微分，d 和 e — 积分
最简单的自动控制系统方案：1——控制对象，2——主要反馈环节，3——比较元件，4——放大器，5——执行器，6——反馈元件，7——校正元件。

如果传输的动作仅取决于受控参数的值，即它不取决于时间，则这种连接被认为是刚性的。硬反馈在稳态和瞬态两种状态下运行。灵活环回是指仅在瞬态模式下运行的链路。柔性反馈的特点是沿其传输受控变量随时间变化的一阶或二阶导数的输入。在柔性反馈中，输出信号仅在受控变量随时间变化时才存在。

基本反馈将控制系统的输出连接到其输入，即将控制值连接到主要值。其余的评论被认为是补充的或本地的。附加反馈将动作信号从系统中每个链接的输出传输到每个先前链接的输入。它们用于改善单个元素的属性和特征。