Элементарная теория автоматического управления

Однажды мой хороший знакомый, накануне своего отъезда в Корею, подарил мне на память замечательный самодельный стенд с двигателем постоянного тока, управлять которым можно прямо с компьютера. На рисунке показаны основные элементы этого стенда. Угол поворота вала двигателя измеряется импровизированным импульсным датчиком, который представляет собой крыльчатку, установленную на вал мотора, а так же пары фотодатчиков, посылающих сигналы об очередном прохождении лопасти крыльчатки прямо на микроконтроллер. Импульсы суммируются, а результат отсылается на компьютер через стандартный последовательный порт. Через этот же интерфейс микроконтроллер получает команды с компьютера и через простейший силовой преобразователь подает импульсы напряжения заданной длины на моторчик.

Рисунок 1. Испытательный стенд с двигателем постоянного тока.

С этим простым устройством я провел просто огромное количество экспериментов. Потом были и другие, более совершенные и современные лабораторные установки и промышленные изделия, более глубокие и сложные опыты, однако все теории и идеи, о которых будет рассказываться дальше, были проверены и «обкатаны» на этом простом устройстве.

Несомненно, что популярное ныне компьютерное моделирование может укрепить и обобщить знания, полученные из разных источников. Однако, по настоящему, проверить свое понимание, выявить, осознать и интуитивно прочувствовать бесчисленные нюансы, позволяет только физический эксперимент. Поэтому конструируйте, пробуйте, экспериментируйте. Я же попытаюсь далее изложить результаты своих экспериментов и наблюдений. Я постараюсь не выходить в своем рассказе за пределы школьного курса механики и алгебры, однако без дифференциальных уравнений первого и второго порядка обойтись не удалось, впрочем кое-что разъяснится по ходу дела, заранее не пугайтесь. Как говориться, не боги горшки обжигают. Итак, приступим.

Оглавление >>Читаем далее. Лиха беда начало.