Системы автоматического управления в робототехнике. С чего начать.

29.03.2018

Прежде чем планировать сложные системы управления, необходимо понять, как работают простые системы. Затем понять, как они работают совместно и какое влияние оказывают друг на друга.

Предлагаю двигаться по порядку:

автоматическая система в нашем понимании, это независимая от внешних факторов и влияния человека, система поддерживающая необходимые параметры или совершающая заданные действия.

Проще понять это на примере работы, какого-либо доступного устройства. Пусть будет утюг. Да, очень простое и надежное устройство состоит из двух ключевых элементов:

1 регулятор температуры( бывает электронный или электромеханический).

2 Нагревательный элемент. (в нашем понимании, просто нагрузочное сопротивление)

Принцип работы следующий, при включении утюга происходит нагрев спирали или ТЭНы или просто нагревательного элемента. Если процессом не управлять, то нагреватель может уйти в перегрев ( если мощность нагрева больше заданной) или будет недогрев, если мощность меньше расчетной.

Чтобы система была управляемой и не вышла из под контроля, мы ставим "регулятор".

В данном случае с точки зрения системного подхода - это измеритель температуры, который в случае превышения, заданной температуры, отключает нагрузку от питания. Проще говоря, пошел нагрев выше заданной температуры, отключили подпитку, остыла на определенную величину, снова включили. Итак до бесконечности.

В большинстве утюгов роль регулятора выполняют - биметаллические пластины, а принцип действия следующий, берутся две пластины из разных металлов и соединяются определенным образом, за счет разных тепломеханических свойств металлов при определенной температуре, происходит отгибание одной пластины от другой.

На утюге есть круглая ручка, которая зажимает или отжимает пластины между собой, меняя температуру при которой будет размыкание. Очень сложно, конечно, понять сразу,

Суть немного в другом. В том, что мы настроили систему обратной связи по перегреву. Пошел перегрев - отключение, идет остывание, идет включение.

Аналогично работает множество приборов. Но есть еще различные системы защиты.

Это уже в другой раз. В этой схеме обратите внимание, есть резистор R. Это шунтирующий элемент, пропуская через себя ток, выдает напряжение на лампу (индикация работы).

Если на лампу необходимо подавать 3 вольта, а ток в цепи нагрева равен 10 Ампер, то получим номинал сопротивления, R=U/I R=0.3 Ома. Это низкоомное сопротивление или можно сказать шунтирующее.