Аутоматика

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
мини

Аутоматика (контролно инжењерство) је грана науке и технике која се бави принципима и теоријом аутоматских контролних система и уређаја, који извршавају задатке без непосредног учешћа човјека.

Обухвата више примијењених дисциплина, као што су теорија оптималних система, теорија коначних аутомата, теорија поузданости и друге. Ово је све потребно за успјешно пројектовање, прорачун и реализацију разних аутоматских система. Теорија елемената аутоматике и теорија аутоматског управљања су чврсто повезане и само као цјелина служе за практично остварење аутоматских система.

За разлику од кибернетике, која проучава само информационе или ацикличке аутоматске системе, аутоматика проучава и цикличке и детерминисане аутоматске системе (види Аутоматско управљање).

Елементи аутоматике[уреди]

Систем аутоматског управљања (САУ) се састоји од разних елемената који врше самосталне функције. Према основним функцијама, могу се сврстати у сензоре, међуелементе и извршне органе.

Сензор (давач, детектор, осјетило) је основни елемент сваког САУ. Он непрекидно мјери стварну вриједност управљаног параметра. Затим даје вриједност компаратору (упоређивачу) који упоређује измјерену и референтну (жељену) вриједност величине и даје сигнал грешке, пропорционалан разлици истих. У примјеру на слици, потенциометар је сензор позиције кормила. Компаратор је операциони појачавач спојен као компаратор (излаз је разлика напона на инвертујућем и неинвертујућем улазу).

Међуелемент је систем којим се информације од сензора појачавају или доводе у подесан облик за управљање извршним органом. Може бити дио канала везе (пријемник, предајник, кодер, декодер), појачавач, трансформатор и тако даље. На слици, међуелемент је појачавач снаге.

Извршни орган дјелује на процес којим се управља на основу сигнала од међуелемента. Може бити мотор, електрични, хидраулични, пнеуматски, комбиновани, електромагнет, цилиндар с клипом и тако даље. На слици, извршни орган је електромотор са зупчаничким пријеносом, који покреће кормило.

Теорија елемената аутоматике и аутоматског управљања[уреди]

Теорија елемената аутоматике бави се проучавањем рада, метода прорачуна и метода реализације елемената а. који улазе у састав САУ. Теорија аутоматског управљања се бави изучавањем принципа пројектовања, прорачуна и извођења САУ као цјелине.

При раду САУ његови елементи су нормално у временски промјењивим режимима. Због тога понашање САУ зависи од динамичких карактеристика. С аспекта теорије није важно какви се физички процеси одвијају у елементима, већ су важне њихове динамичке особине.

Сваки аутоматски систем се може представити структурном шемом система, у којој су стварни елементи замијењени основним динамичким, са означеним везама и смјером тока сигнала. Са шемама се може извршити анализа понашања реалног система прије стварне конструкције. За аналитичко испитивање понашања САУ потребно је поставити његову диференцијалну једначину и ријешити је налажењем општег интеграла. Затим се одређују почетни услови и наћи зависност излазне величине од улазне преко прелазне карактеристике (енглески: transfer characteristic). То је често тежак проблем, посебно за сложене системе. Ово се може знатно олакшати кориштењем Лапласових трансформација, којима се диференцијалне једначине претварају у алгебарске, преко таблице честих случајева. Лапласове трансформације и пријеносне (преносне) функције (transfer function) омогућују знатно поједностављен начин налажења карактеристика аутоматског система, за случајеве који се често срећу у пракси.

Пријеносна (преносна) функција[уреди]

Пријеносна функција система или елемента система представља однос Лапласове трансформације излазне величине наспрам Лапласове трансформације улазне величине при нултим почетним условима. Она у потпуности одређује динамичке промјене излазне величине у односу на улазну. С тиме, оне се користе за тестирање карактеристика система и прије стварне конструкције.

У зависности од тога да ли излазне величине преко повратне спреге дјелују на улазну величину, разликујемо затворено коло (дјелује повратна спрега) и отворено коло САУ.

На основи система пријеносних функција развијене су практичне теоријске и експерименталне методе за испитивање карактеристика система као што су стабилност. За одређивање стабилности користе се Никвистов критеријум стабилности и Бодеов критеријум стабилности, критеријум геометријског мјеста корјенова и слично.

Види још[уреди]

Литература[уреди]

Спољашње везе[уреди]