2.5. Принципы автоматизации гидромелиоративных систем

Управление производственным процессом или объектом сводится к получению, передаче, обработке и использованию информации. В управляемой системе информация постоянно или периодически циркулирует по замкнутой цепи. Если в ней принимает участие человек, то система управления называется автоматизированной. При этом степень ее автоматизации определяется степенью участия человека.

Структура системы автоматического управления показана на схеме. В зависимости от сложности объекта управления в схеме могут меняться лишь технические средства реализации указанных опе­раций, но их функции остаются неизмененными. Например, как устройство обработки информации и формирования команд управления в автоматической системе управления оросительной системой используется ЭВМ, а в системе регулирования уровня воды в бьефе канала — нуль-орган. Устройство передачи рабочей информации может выполняться в виде системы телемеханики, электрического кабеля или трубки, наполненной водой и т. д.

Работа систем автоматического управления основана на использовании определенных принципов управления. Они обуславливаются видом рабочей информации, на основе которой формируется управляющее воздействие. Наиболее универсален и эффективен принцип управления по отклонению. Согласно ему управляющее воздействие формируется как разность заданного и фактического значения регулируемой величины, измеренного устройством получения информации. Система получается замкнутой и называется системой с обратной связью.

Принцип управления по возмущению заключается в том, что управляющее воздействие в системе вырабатывается на основе измерения возмущения, действующего на объект.

Системы управления по отклонению обладают тем преимуществом, что управляющее воздействие формируется независимо от причин, вызвавших отклонение регулируемой величины от заданного значения, т. е. система реагирует на следствие, а не на причину, что вносит определенное запаздывание. В системе управления по возмущению управляющее воздействие формируется без запаздывания по отношению к моменту возникновения возмущения до изменения регулируемого параметра на величину, измеряемую измерительным устройством.

При действии на объект многих возмущающих факторов система управления строится по принципу компенсации одного или двух существенных возмущений.

Если соединить в одной системе оба принципа, то получим систему комбинированного управления, обладающую положительными качествами обоих принципов (например, система регулирования режима канала по уровню и расходу воды). Комбинированные системы управления более быстродейственны и точны, а по отношению к основным возмущениям их можно выполнить инвариантными.

Для проектирования рассмотренных систем необходимо знать закон изменения регулируемой величины. Если этот закон неизвестен, а только задается критерий качества работы, то применяют систему управления с адаптацией.

Система автоматического управления с адаптацией имеет дополнительные устройства поиска критерия качества и изменения регулируемых величин. Поиск численного значения критерия качества она выполняет на основе дополнительных экспериментов (оптимальные системы) или моделированием технологического процесса