自動系統的元素

任何自動化系統都由相互獨立的結構元件組成，這些元件相互連接並執行某些功能，通常稱為元件或自動化裝置……從元件在系統中執行的功能任務的角度來看，它們可以分為感知、設定、比較、改造、執行和糾正。

傳感器元件或初級傳感器（傳感器）測量技術過程的受控量並將它們從一種物理形式轉換為另一種物理形式（例如， 熱電溫度計 將溫差轉換為熱電動勢）。

自動化的設置元件（設置元件）用於設置受控變量 Xo 的所需值。它的實際值必須與該值匹配。致動器的例子：機械致動器、可變電阻器、可變電感器和開關等電氣致動器。

自動化比較器將控制值 X0 的預設值與實際值 X 進行比較。比較器輸出端接收到的誤差信號 ΔX = Xo — X 通過放大器或直接傳輸到驅動器。

當信號功率不足以進一步使用時，轉換元件在磁性、電子、半導體和其他放大器中執行必要的信號轉換和放大。

執行元素在控制對像上創建控制動作。它們改變提供給受控對像或從受控對象移除的能量或物質的量，以使受控值對應於給定值。

糾正要素用於提高管理過程的質量。

自動化系統中除主要元件外，還有附屬元件，包括開關元件和保護元件、電阻器、電容器和信號設備。

一切 自動化元件 不管它們的用途如何，它們都具有確定其操作和技術特性的一組特定特性和參數。

主要特徵中的主要特徵是元素的靜態特徵...它表示輸出值 Хвх 對靜態模式下輸入 Хвх 的依賴性，即Xout = f(Xin)。取決於輸入量符號的影響，​​不可逆（當輸出量的符號在整個變化範圍內保持不變時）和可逆的靜態特性（當輸入量符號的變化導致變化時）輸出量的符號）被區分。

動態特性用於評估元件在動態模式下的性能，即隨著輸入值的快速變化。它由瞬態響應、傳遞函數、頻率響應設置。瞬態響應是輸出值 Xout 對時間 τ 的依賴性：Xvx = f (τ) — 輸入信號 Xvx 呈跳躍式變化。

傳輸因子可以根據元件的靜態特性來確定。傳輸因子分為靜態、動態（微分）和相對三種類型。

靜態增益Kst是輸出值Xout與輸入Xin的比值，即Kst=Xout/Xvx。傳遞因子有時也稱為轉換因子。關於具體的結構元件，靜態傳動比也稱為增益（在放大器中）、減速比（在齒輪箱中）、 轉換因子（在變壓器中） ETC。

對於具有非線性特性的元件，使用動態（微分）傳遞係數 Kd，即 Kd = ΔХвх /ΔXvx。

相對傳遞係數Cat等於元件輸出值的相對變化量ΔXout/Xout.n與輸入量的相對變化量ΔXx/Xx.n之比，

Cat = (ΔXout / Xout.n) /ΔXvx / Xvx.n,

其中 Xvih.n 和 Xvx.n——輸出量和輸入量的標稱值。該係數是一個無量綱值，在比較設計和工作原理不同的元件時很方便。

靈敏度閾值——輸入量的最小值，此時輸出量會發生明顯變化。這是由於結構中存在摩擦元件而沒有潤滑劑、接頭中存在間隙和反沖造成的。

使用偏差控制原理的自動封閉系統的一個特徵是存在反饋。讓我們以電加熱爐的溫度控制系統為例，看一下反饋的原理。為了將溫度保持在規定的範圍內，進入設施的控制動作，即。提供給加熱元件的電壓是在考慮溫度值的情況下形成的。

使用初級溫度傳感器，系統的輸出連接到它的輸入。這樣的鏈路，即信息以與控制動作相反的方向傳遞的通道，稱為反饋鏈路。

反饋可以是正面的和負面的，剛性的和靈活的，基本的和附加的。

當反饋和參考影響的跡象匹配時，就會調用正反饋關係。否則，反饋稱為負反饋。

靈活的反饋電路：a、b、c — 微分，d 和 e — 積分
最簡單的自動控制系統方案：1——控制對象，2——主要反饋環節，3——比較元件，4——放大器，5——執行器，6——反饋元件，7——校正元件。

如果傳輸的動作僅取決於受控參數的值，即它不取決於時間，則這種連接被認為是剛性的。硬反饋在穩態和瞬態兩種狀態下運行。靈活環回是指僅在瞬態模式下運行的鏈路。柔性反饋的特點是沿其傳輸受控變量隨時間變化的一階或二階導數的輸入。在柔性反饋中，輸出信號僅在受控變量隨時間變化時才存在。

基本反饋將控制系統的輸出連接到其輸入，即將控制值連接到主要值。其餘的評論被認為是補充的或本地的。額外的反饋將一個動作信號從系統中每個鏈接的輸出傳輸到每個先前鏈接的輸入。它們用於改善單個元素的屬性和特徵。