Автоматизация производства Лекция №6. Исполнительное устройство. Счетно-решающее устройство.

Автоматизация производства. Лекция №6. Исполнительное устройство. Счетно-решающее устройство.

Лекция №6. Исполнительное устройство. Счетно-решающее устройство.

Исполнительное устройство

Исполнительное устройство — устройство системы автоматического управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Состоит из двух функциональных блоков: собственно исполнительного устройства (если исполнительное устройство механическое, то его часто называют исполнительный механизм) и регулирующего органа, например регулирующего клапана, и может оснащаться дополнительными блоками.

Под исполнительным устройством (также называют актуатор, актюатор) в теории автоматического управления понимают устройство, передающее воздействие с управляющего устройства на объект управления. Иногда рассматривается как составная часть объекта управления. Управляющим устройством может быть любая динамическая система.

Входные и выходные сигналы исполнительных устройств, а также их методы воздействия на объект управления могут иметь различную физическую природу.

Примеры и применение

Исполнительное устройство в контуре простейшей следящей системы: сигнал рассогласования ε (разность задающего сигнала r и сигнала обратной связи u) с помощью управляющего устройства преобразуется в сигнал управления v, который передаётся на объект управления

Примеры исполнительных устройств:

• В технике исполнительные устройства представляют собой преобразователи, превращающие входной сигнал (электрический, оптический, механический, пневматический и др.) в выходной сигнал (обычно в движение), воздействующий на объект управления.
  Устройства такого типа включают: электрические двигатели, электрические, пневматические или гидравлические приводы, релейные устройства, электростатические двигатели(англ. Comb drive), DMD-зеркала и электроактивные полимеры, хватающие механизмы роботов, приводы их движущихся частей, включая соленоидные приводы и приводы типа «звуковая катушка» (англ. Voice coil), а также многие другие.

• Виртуальные (программные) приборы используют исполнительные устройства и датчики для взаимодействия с объектами реального мира. С помощью датчиков сигнал передаётся в виртуальный прибор, обрабатывается и выдаётся в реальный мир с помощью различного вида исполнительных устройств.

Счетно-решающее устройство

Виды счетно-решающих устройств

Для определения величин, зависящих от нескольких независимых переменных, приходится выполнять сложные и длительные вычисления с решением дифференциальных уравнений. Когда процессы совершаются быстро, решение подобных задач под силу только электрическим устройствам, автоматически выполняющим необходимые математические вычисления или логические действия. На выходе таких устройств образуется электрическая величина (сигнал или отклонение указателя), являющаяся решением поставленной задачи.

Электрические устройства, предназначенные для автоматического выполнения математических вычислений и логических действий, называются счетно-решающими.

По целевому назначению счетно-решающие устройства делятся на три основные группы:

• Суммирующие и множительные – для выполнения алгебраических операций, часто называемые универсальными счетными машинами дискретного действия;

• Функциональные преобразователи – для определения сложных непрерывных функциональных зависимостей;

• Дифференцирующие и интегрирующие.

В настоящее время для автоматизации производственных процессов применяются электронные быстродействующие вычислительные машины дискретного действия, выполняющие до нескольких тысяч вычислений в секунду.

Решение различных математических и логических задач на быстродействующих вычислительных машинах сводится к выполнению четырех арифметических действий по двоичной системе.

Принцип действия вычислительных машин.

Вычислительная машина состоит из трех основных устройств:

• арифметического - для выполнения операций над числами;

• запоминающего - для приема, хранения и выдачи чисел, участвующих в вычислении;

• управляющего - для автоматического управления работой машины

В арифметическом устройстве применяются особые логические элементы, способные реализовывать необходимые арифметические действия над числами.

Согласно теоретической логике, любые высказывания, как бы сложны они ни были, могут быть получены из простых высказываний при помощи трех основных логических связей: отрицания «не», умножения «и», сложения «или».

В счетных машинах каждое высказывание рассматривается только с точки зрения его истинности или ложности. Пои этом «значение истинности» принимается равным единице, а «значение ложности» - равным нулю.

1