Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

ΠŸΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΡƒΡŽ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΡƒΡŽ Π³Π»Π°Π²Ρƒ Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΉ ΠΏΠΎ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ автоматичСского управлСния, послС ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ваша Тизнь ΡƒΠΆΠ΅ Π½ΠΈΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ½Π΅ΠΉ.

Π›Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΏΠΎ курсу Β«Π£ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ВСхничСскими БистСмами», Ρ‡ΠΈΡ‚Π°Π΅Ρ‚ Козлов ОлСг Π‘Ρ‚Π΅ΠΏΠ°Π½ΠΎΠ²ΠΈΡ‡ Π½Π° ΠΊΠ°Ρ„Π΅Π΄Ρ€Π΅ Β«Π―Π΄Π΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈ энСргСтичСскиС установки», Ρ„Π°ΠΊΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π΅Ρ‚Π° Β«Π­Π½Π΅Ρ€Π³ΠΎΠΌΠ°ΡˆΠΈΠ½ΠΎΡΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅Π½ΠΈΡΒ» ΠœΠ“Π’Π£ ΠΈΠΌ. Н.Π­. Π‘Π°ΡƒΠΌΠ°Π½Π°. Π—Π° Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅ΠΌΡƒ огромная Π±Π»Π°Π³ΠΎΠ΄Π°Ρ€Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Π”Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΈ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ готовятся ΠΊ ΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ, Π° ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ здСсь Π΅ΡΡ‚ΡŒ спСциалисты ΠΏΠΎ ВАУ, студСнты ΠΈ просто ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π΅ΡΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‚ΠΎ любая ΠΊΡ€ΠΈΡ‚ΠΈΠΊΠ° привСствуСтся.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

1. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСскими систСмами

1.1. Π¦Π΅Π»ΠΈ, ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΡ‹ управлСния, Π²ΠΈΠ΄Ρ‹ систСм управлСния, основныС опрСдСлСния, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹

Π Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΠ΅ ΠΈ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ производства (энСргСтики, транспорта, ΠΌΠ°ΡˆΠΈΠ½ΠΎΡΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅Π½ΠΈΡ, космичСской Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ Ρ‚.Π΄.) Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ увСличСния ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ машин ΠΈ Π°Π³Ρ€Π΅Π³Π°Ρ‚ΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ качСства ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ, сниТСния сСбСстоимости ΠΈ, особСнно Π² Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΉ энСргСтикС, Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ бСзопасности (ядСрной, Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΈ Ρ‚.Π΄.) эксплуатации АЭБ ΠΈ ядСрных установок.

РСализация поставлСнных Ρ†Π΅Π»Π΅ΠΉ Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Π° Π±Π΅Π· внСдрСния соврСмСнных систСм управлСния, Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ ΠΊΠ°ΠΊ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ (с участиСм Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ°-ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π°), Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ автоматичСскиС (Π±Π΅Π· участия Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ°-ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π°) систСмы управлСния (Π‘Π£).

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅: Π£ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ – это такая организация Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠ½ΠΎΠ³ΠΎ тСхнологичСского процСсса, которая обСспСчиваСт достиТСниС поставлСнной Ρ†Π΅Π»ΠΈ.

ВСория управлСния являСтся Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΎΠΌ соврСмСнной Π½Π°ΡƒΠΊΠΈ ΠΈ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ. Она базируСтся (основываСтся) ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π° Ρ„ΡƒΠ½Π΄Π°ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… (ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π½Π°ΡƒΡ‡Π½Ρ‹Ρ…) дисциплинах (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΌΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΠΊΠ°, Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°, химия ΠΈ Ρ‚.Π΄.), Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΊΠ»Π°Π΄Π½Ρ‹Ρ… дисциплинах (элСктроника, микропроцСссорная Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ°, ΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ Ρ‚.Π΄.).

Π›ΡŽΠ±ΠΎΠΉ процСсс управлСния (автоматичСского) состоит ΠΈΠ· ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… основных этапов (элСмСнтов):

  • ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Π΅ управлСния;
  • ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ управлСния;
  • Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ· ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ;
  • Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ (воздСйствиС Π½Π° ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ управлСния).

Для Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡΠ° УправлСния систСма управлСния (Π‘Π£) Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ:

  • источники ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Π΅ управлСния;
  • источники ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π°Ρ… управлСния (Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ, ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ устройства, Π΄Π΅Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈ Ρ‚.Π΄.);
  • устройства для Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ·Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ;
  • ΠΈΡΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ устройства, Π²ΠΎΠ·Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π½Π° ΠžΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ УправлСния, содСрТащиС: рСгулятор, Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΠΈ, ΡƒΡΠΈΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ устройства ΠΈ Ρ‚.Π΄.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅: Если систСма управлСния (Π‘Π£) содСрТит всС пСрСчислСнныС Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ части, Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° являСтся Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠΉ.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅: Π£ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ тСхничСским ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ΠΎΠΌ с использованиСм ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΎ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π°Ρ… управлСния называСтся ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠΎΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи.

Π‘Ρ…Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π½ΠΎ такая систСма управлСния ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ прСдставлСна Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.1.1 β€” Π‘Ρ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΡ€Π° систСмы управлСния (Π‘Π£)

Если систСма управлСния (Π‘Π£) ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΡΡ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΡ€Π½ΡƒΡŽ схСму, Π²ΠΈΠ΄ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ соотвСтствуСт рис. 1.1.1, ΠΈ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ (Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚) Π±Π΅Π· участия Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ° (ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π°), Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° называСтся систСмой автоматичСского управлСния (БАУ).

Если Π‘Π£ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ с участиСм Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ° (ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π°), Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° называСтся Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠΉ Π‘Π£.

Если Π£ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ обСспСчиваСт Π·Π°Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ измСнСния ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚Π° Π²ΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ нСзависимо ΠΎΡ‚ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΠ² управлСния, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ ΠΏΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Ρƒ, Π° само ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ называСтся ΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠ½Ρ‹ΠΌ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ.

К систСмам, Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΏΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Ρƒ, относятся ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ‚Ρ‹ (ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ, Ρ€ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹Π΅ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ ΠΈ Ρ‚.Π΄.), станки с числовым ΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠ½Ρ‹ΠΌ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (ЧПУ): см. ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Π½Π° рис. 1.1.2.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис.1.1.2 β€” ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ управлСния

Π—Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ устройство ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΈ β€œΠΊΠΎΠΏΠΈΡ€ΠΎΠΌβ€.

ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π½Π΅Ρ‚ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² (ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ), ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°Π΅ΠΌΡƒΡŽ Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΡŒ, Ρ‚ΠΎ Ссли, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Ρ€Π΅Π·Π΅Ρ† Π±Ρ‹Π» установлСн Π½Π΅ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ сломался, Ρ‚ΠΎ поставлСнная Ρ†Π΅Π»ΡŒ (ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΠΈ) Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ достигнута (Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π°). ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Π² систСмах ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Ρ„ΠΈΠΊΡΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΈ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΆΠ΅Π»Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ.

АвтоматичСскиС систСмы управлСния ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° 3 Ρ‚ΠΈΠΏΠ°:

  • систСмы автоматичСского управлСния (БАУ);
  • систСмы автоматичСского рСгулирования (БАР);
  • слСдящиС систСмы (Π‘Π‘).

БАР ΠΈ Π‘Π‘ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ подмноТСствами БАУ ==> Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅: АвтоматичСская систСма управлСния, ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ постоянство ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ-Π»ΠΈΠ±ΠΎ физичСской Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ (Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½) Π² ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚Π΅ управлСния называСтся систСмой автоматичСского рСгулирования (БАР).

БистСмы автоматичСского рСгулирования (БАР) β€” Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ распространСнный Ρ‚ΠΈΠΏ систСм автоматичСского управлСния.

ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ Π² ΠΌΠΈΡ€Π΅ автоматичСский рСгулятор (18-Π΅ столСтиС) – рСгулятор Π£Π°Ρ‚Ρ‚Π°. Данная схСма (см. рис. 1.1.3) Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π° Π£Π°Ρ‚Ρ‚ΠΎΠΌ Π² Англии для поддСрТания постоянной скорости вращСния колСса ΠΏΠ°Ρ€ΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΠΌΠ°ΡˆΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈ, соотвСтствСнно, для поддСрТания постоянства скорости вращСния (двиТСния) шкива (рСмня) трансмиссии.

Π’ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ схСмС Ρ‡ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ элСмСнтами (ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ) ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ β€œΠ³Ρ€ΡƒΠ·Ρ‹β€ (сфСры). Β«Π“Ρ€ΡƒΠ·Ρ‹Β» (сфСры) Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ β€œΠ·Π°ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚β€ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ коромысло ΠΈ Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π·Π°Π΄Π²ΠΈΠΆΠΊΡƒ. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Π΄Π°Π½Π½ΡƒΡŽ систСму ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ отнСсти ΠΊ систСмС прямого рСгулирования, Π° рСгулятор β€” ΠΊ рСгулятору прямого дСйствия, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ½ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ выполняСт Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΈ β€œΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»Ρβ€ ΠΈ β€œΡ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€Π°β€.

Π’ рСгуляторах прямого дСйствия Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ источника энСргии для пСрСмСщСния Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π° Π½Π΅ трСбуСтся.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.1.3 β€” Π‘Ρ…Π΅ΠΌΠ° автоматичСского рСгулятора Π£Π°Ρ‚Ρ‚Π°

Π’ систСмах нСпрямого рСгулирования Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ присутствиС (Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅) усилитСля (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, мощности), Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°, содСрТащСго, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ, ΡΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ, Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ ΠΈ Ρ‚.Π΄.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ БАУ (систСмы автоматичСского управлСния), Π² ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠΌ смыслС этого опрСдСлСния, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΠ»ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ систСма управлСния, ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄ Ρ€Π°ΠΊΠ΅Ρ‚Ρ‹ Π½Π° ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Ρƒ, Π³Π΄Π΅ управляСмой Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΡƒΠ³ΠΎΠ» ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ осью Ρ€Π°ΠΊΠ΅Ρ‚Ρ‹ ΠΈ Π½ΠΎΡ€ΠΌΠ°Π»ΡŒΡŽ ΠΊ Π—Π΅ΠΌΠ»Π΅ ==> см. рис. 1.1.4.Π° ΠΈ рис. 1.1.4.Π±

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.1.4 (а)
Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.1.4 (б)

1.2. Π‘Ρ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΡ€Π° систСм управлСния: простыС ΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ систСмы

Π’ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ УправлСния ВСхничСскими БистСмами Π»ΡŽΠ±ΡƒΡŽ систСму принято Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒ Π½Π° Π½Π°Π±ΠΎΡ€ звСньСв соСдинСнных Π² сСтСвыС структуры. Π’ ΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚Π΅ΠΉΡˆΠ΅ΠΌ случаС систСма содСрТит ΠΎΠ΄Π½ΠΎ Π·Π²Π΅Π½ΠΎ, Π½Π° Π²Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ подаСтся Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ воздСйствиС (Π²Ρ…ΠΎΠ΄), Π½Π° Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ получаСтся ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΈΠΊ систСмы (Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄).

Π’ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ УправлСния ВСхничСскими БистСмам ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ 2 основных способа прСдставлСния звСньСв систСм управлСния:

β€” Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… β€œΠ²Ρ…ΠΎΠ΄-выход”;

β€” Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… состояния (Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎ см. Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Ρ‹ 6…7).

ΠŸΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… β€œΠ²Ρ…ΠΎΠ΄-выход” ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для описания ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ простых систСм, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ β€œΠ²Ρ…ΠΎΠ΄β€ (ΠΎΠ΄Π½ΠΎ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π΅ воздСйствиС) ΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ β€œΠ²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄β€ (ΠΎΠ΄Π½Π° рСгулируСмая Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, см. рисунок 1.2.1).

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.2.1 – БхСматичСскоС прСдставлСниС простой систСмы управлСния

ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ описаниС ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для тСхничСски нСслоТных БАУ (систСм автоматичСского управлСния).

Π’ послСднСС врСмя ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ распространСниС ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ прСдставлСниС Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… состояния, особСнно для тСхничСски слоТных систСм, Π² Ρ‚ΠΎΠΌ числС ΠΈ для ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… БАУ. На рис. 1.2.2 ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΎ схСматичноС прСдставлСниС ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ систСмы автоматичСского управлСния, Π³Π΄Π΅ u1(t)…um(t) β€” ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ воздСйствия (Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ управлСния), y1(t)…yp(t) β€” Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ БАУ (Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π°).

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.2.2 β€” БхСматичСскоС прСдставлСниС ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ систСмы управлСнияя

Рассмотрим Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ структуру БАУ, ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… β€œΠ²Ρ…ΠΎΠ΄-выход” ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΡƒΡŽ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π²Ρ…ΠΎΠ΄ (Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ ΠΈΠ»ΠΈ Π·Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅, ΠΈΠ»ΠΈ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π΅ воздСйствиС) ΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄ (Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ воздСйствиС ΠΈΠ»ΠΈ управляСмая (ΠΈΠ»ΠΈ рСгулируСмая) пСрСмСнная).

ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ структурная схСма Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ БАУ состоит ΠΈΠ· Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ числа элСмСнтов (звСньСв). Группируя звСнья ΠΏΠΎ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΡƒ (Ρ‡Ρ‚ΠΎ звСнья Π΄Π΅Π»Π°ΡŽΡ‚), ΡΡ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΡ€Π½ΡƒΡŽ схСму БАУ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ привСсти ΠΊ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌΡƒ Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠ²ΠΎΠΌΡƒ Π²ΠΈΠ΄Ρƒ:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.2.3 β€” Бтруктурная схСма систСмы автоматичСского управлСния

Π‘ΠΈΠΌΠ²ΠΎΠ»ΠΎΠΌ Ξ΅(t) ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ Ξ΅(t) обозначаСтся рассогласованиС (ошибка) Π½Π° Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ устройства, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ β€œΡ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒβ€ Π² Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ простых ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… арифмСтичСских ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΉ (Ρ‡Π°Ρ‰Π΅ всСго Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡ‚Π°Π½ΠΈΠ΅, Ρ€Π΅ΠΆΠ΅ слоТСниС), Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ слоТных ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΉ (ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅Π΄ΡƒΡ€).

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ y1(t) = y(t)*k1, Π³Π΄Π΅ k1 β€” коэффициСнт усилСния, Ρ‚ΠΎ ==>
Ξ΅(t) = x(t) β€” y1(t) = x(t) β€” k1*y(t)

Π—Π°Π΄Π°Ρ‡Π° систСмы управлСния состоит Π² Ρ‚ΠΎΠΌ (Ссли ΠΎΠ½Π° устойчива), Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ β€œΡ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒβ€ Π½Π° ΡƒΠ½ΠΈΡ‡Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ рассогласования (ошибки) Ξ΅(t), Ρ‚.Π΅. ==> Ξ΅(t) β†’ 0.

Π‘Π»Π΅Π΄ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° систСму управлСния Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ внСшниС воздСйствия (ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π΅, Π²ΠΎΠ·ΠΌΡƒΡ‰Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅, ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ…ΠΈ), Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ…ΠΈ. ΠŸΠΎΠΌΠ΅Ρ…Π° отличаСтся ΠΎΡ‚ воздСйствия ΡΡ‚ΠΎΡ…Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ (ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°ΠΉΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ) своСго сущСствования, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊΠ°ΠΊ воздСйствиС ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ всСгда Π΄Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΎ.

Для обозначСния ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ (Π·Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ воздСйствиС) Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π»ΠΈΠ±ΠΎ x(t), Π»ΠΈΠ±ΠΎ u(t).

1.3. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρ‹ управлСния

Если Π²Π΅Ρ€Π½ΡƒΡ‚ΡŒΡΡ ΠΊ послСднСму рисунку (структурная схСма БАУ Π½Π° рис. 1.2.3), Ρ‚ΠΎ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ β€œΡ€Π°ΡΡˆΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒβ€ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ ΠΈΠ³Ρ€Π°Π΅Ρ‚ ΡƒΡΠΈΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ устройство (ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠ΅ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΎΠ½ΠΎ выполняСт).

Если ΡƒΡΠΈΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ устройство (УПУ) выполняСт Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ усилСниС (ΠΈΠ»ΠΈ ослаблСниС) сигнала рассогласования Ξ΅(t), Π° ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ: Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами, Π³Π΄Π΅ Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами– коэффициСнт ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ (Π² частном случаС Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами = Const), Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ управлСния Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠΉ БАУ называСтся Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΠΎΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ управлСния (П-ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅).

Если УПУ выполняСт Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала Ξ΅1(t), ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ошибкС Ξ΅(t) ΠΈ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»Ρƒ ΠΎΡ‚ Ξ΅(t), Ρ‚.Π΅. Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ управлСния называСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ-ΠΈΠ½Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ (ПИ-ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅). ==> Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами, Π³Π΄Π΅ b – коэффициСнт ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ (Π² частном случаС b = Const).

ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ПИ-ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ точности управлСния (рСгулирования).

Если УПУ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал Ξ΅1(t), ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ошибкС Ξ΅(t) ΠΈ Π΅Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ называСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ-Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ (ΠŸΠ”-ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅): ==> Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ использованиС ΠŸΠ”-управлСния ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ быстродСйствиС БАУ

Если УПУ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал Ξ΅1(t), ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ошибкС Ξ΅(t), Π΅Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ, ΠΈ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»Ρƒ ΠΎΡ‚ ошибки ==> Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ называСтсято Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ управлСния называСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ-ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ-Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΠΎΠΌ управлСния (ΠŸΠ˜Π”-ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅).

ΠŸΠ˜Π”-ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ позволяСт Π·Π°Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡƒΡŽ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ β€œΡ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΡƒΡŽβ€ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ управлСния ΠΏΡ€ΠΈ β€œΡ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠ΅ΠΌβ€ быстродСйствии

1.4. ΠšΠ»Π°ΡΡΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡ систСм автоматичСского управлСния

1.4.1. ΠšΠ»Π°ΡΡΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡ ΠΏΠΎ Π²ΠΈΠ΄Ρƒ матСматичСского описания

По Π²ΠΈΠ΄Ρƒ матСматичСского описания (ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΈ статики) систСмы автоматичСского управлСния (БАУ) ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы (БАУ ΠΈΠ»ΠΈ БАР).

ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ β€œΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»Π°ΡΡβ€ (Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ…) подраздСляСтся Π½Π° Π΅Ρ‰Π΅ ряд β€œΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»Π°ΡΡΠΎΠ²β€. НапримСр, Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ БАУ (БАР) ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ различия ΠΏΠΎ Π²ΠΈΠ΄Ρƒ матСматичСского описания.
ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π² этом сСмСстрС Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ динамичСскиС свойства Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… систСм автоматичСского управлСния (рСгулирования), Ρ‚ΠΎ Π½ΠΈΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅ΠΌ ΠΊΠ»Π°ΡΡΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΏΠΎ Π²ΠΈΠ΄Ρƒ матСматичСского описания для Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… БАУ (БАР):

1) Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы автоматичСского управлСния, описываСмыС Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… Β«Π²Ρ…ΠΎΠ΄-Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Β» ΠΎΠ±Ρ‹ΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ уравнСниями (ΠžΠ”Π£) с постоянными коэффициСнтами:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π³Π΄Π΅ x(t) – Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ воздСйствиС; y(t) – Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ воздСйствиС (рСгулируСмая Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°).

Если ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π½ΡƒΡŽ (Β«ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°ΠΊΡ‚Π½ΡƒΡŽΒ») Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ записи Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠžΠ”Π£, Ρ‚ΠΎ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ (1.4.1) ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ Π²ΠΈΠ΄Π΅:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π³Π΄Π΅, p = d/dt β€” ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ диффСрСнцирования; L(p), N(p) β€” ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

2) Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы автоматичСского управлСния, описываСмыС Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹ΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ уравнСниями (ΠžΠ”Π£) с ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ (Π²ΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ) коэффициСнтами:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π’ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΌ случаС Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ систСмы ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ отнСсти ΠΈ ΠΊ классу Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… БАУ (БАР).

3) Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы автоматичСского управлСния, описываСмыС Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ разностными уравнСниями:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π³Π΄Π΅ f(…) – линСйная функция Π°Ρ€Π³ΡƒΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠ²; k = 1, 2, 3… β€” Ρ†Π΅Π»Ρ‹Π΅ числа; Ξ”t – ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π» квантования (ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π» дискрСтизации).

Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ (1.4.4) ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Π² Β«ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°ΠΊΡ‚Π½ΠΎΠΉΒ» Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ΅ записи:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ описаниС Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… БАУ (БАР) ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… систСмах управлСния (с использованиСм Π­Π’Πœ).

4) Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы автоматичСского управлСния с Π·Π°ΠΏΠ°Π·Π΄Ρ‹Π²Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π³Π΄Π΅ L(p), N(p) β€” Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹; Ο„ β€” врСмя запаздывания ΠΈΠ»ΠΈ постоянная запаздывания.

Если ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ L(p) ΠΈ N(p) Π²Ρ‹Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ (L(p) = 1; N(p) = 1), Ρ‚ΠΎ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ (1.4.6) соотвСтствуСт матСматичСскому описанию Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ Π·Π²Π΅Π½Π° идСального запаздывания:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π° графичСская ΠΈΠ»Π»ΡŽΡΡ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ Π΅Π³ΠΎ свойств ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΄Π΅Π½Π° Π½Π° рис. 1.4.1

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.1 β€” Π“Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠΈ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΈ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π° Π·Π²Π΅Π½Π° идСального запаздывания

5) Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы автоматичСского управлСния, описываСмыС Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ уравнСния Π² частных ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ…. НСрСдко Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ БАУ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ распрСдСлСнными систСмами управлСния. ==> «Абстрактный» ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ описания:

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

БистСма ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ (1.4.7) описываСт Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΡƒ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎ распрСдСлСнной БАУ, Ρ‚.Π΅. рСгулируСмая Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° зависит Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ, Π½ΠΎ ΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ пространствСнной ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Ρ‹.
Если систСма управлСния прСдставляСт собой «пространствСнный» ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚, Ρ‚ΠΎ ==>

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

Π³Π΄Π΅ Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами зависит ΠΎΡ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ ΠΈ пространствСнных ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚, опрСдСляСмых радиусом-Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

6) БАУ, описываСмыС систСмами ΠžΠ”Π£, ΠΈΠ»ΠΈ систСмами разностных ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ, ΠΈΠ»ΠΈ систСмами ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ Π² частных ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… ==> ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊ далСС…

ΠΠ½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΠΊΠ»Π°ΡΡΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈ для Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… БАУ (БАР)…

Для Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… систСм Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ трСбования:

  • Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ статичСской характСристики БАУ;
  • Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ уравнСния Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ, Ρ‚.Π΅. ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π² ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ входят Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π² Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ.

БтатичСской характСристикой называСтся Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΎΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ воздСйствия Π² ΡƒΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΠΈΠ²ΡˆΠ΅ΠΌΡΡ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΠ΅ (ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° всС ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ процСссы Π·Π°Ρ‚ΡƒΡ…Π»ΠΈ).

Для систСм, описываСмых Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹ΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ уравнСниями с постоянными коэффициСнтами статичСская характСристика получаСтся ΠΈΠ· уравнСния Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ (1.4.1) ΠΏΡ€ΠΈΡ€Π°Π²Π½ΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Π½ΡƒΠ»ΡŽ всСх нСстационарных Ρ‡Π»Π΅Π½ΠΎΠ² ==>

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

На рис.1.4.2 прСдставлСны ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠΉ ΠΈ Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… статичСских характСристик систСм автоматичСского управлСния (рСгулирования).

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.2 β€” ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ статичСских Π»Π΅Π½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… харктСристик

ΠΠ΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‡Π»Π΅Π½ΠΎΠ², содСрТащих ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ Π² уравнСниях Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ использовании Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… матСматичСских ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΉ (*, /, Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами, Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами, sin, ln ΠΈ Ρ‚.Π΄.). НапримСр, рассматривая ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ «абстрактной» БАУ

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами

ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² этом ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠΉ статичСской характСристики Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΈ Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒΠ΅ слагаСмыС (динамичСскиС Ρ‡Π»Π΅Π½Ρ‹) Π² Π»Π΅Π²ΠΎΠΉ части уравнСния β€” Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅, поэтому БАУ, описываСмая ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΌ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ, являСтся Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠΉ Π² динамичСском ΠΏΠ»Π°Π½Π΅.

1.4.2. ΠšΠ»Π°ΡΡΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡ ΠΏΠΎ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Ρƒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… сигналов

По Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Ρƒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… сигналов систСмы автоматичСского управлСния (ΠΈΠ»ΠΈ рСгулирования) ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ:

  • Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½Ρ‹Π΅ систСмы (систСмы Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ дСйствия);
  • Ρ€Π΅Π»Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ систСмы (систСмы Ρ€Π΅Π»Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠ³ΠΎ дСйствия);
  • систСмы дискрСтного дСйствия (ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²Ρ‹Π΅).

БистСмой Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ дСйствия называСтся такая БАУ, Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈΠ· звСньСв ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΌΡƒ измСнСнию Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала Π²ΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ соотвСтствуСт Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ΅ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала, ΠΏΡ€ΠΈ этом Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ измСнСния Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ БАУ Π±Ρ‹Π»Π° Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΉ, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ статичСскиС характСристики всСх звСньСв Π±Ρ‹Π»ΠΈ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½Ρ‹ΠΌΠΈ.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.3 β€” ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΉ систСмы

БистСмой Ρ€Π΅Π»Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠ³ΠΎ дСйствия называСтся БАУ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ хотя Π±Ρ‹ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ Π·Π²Π΅Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΌ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ выходная Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Π² Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ процСсса управлСния мСняСтся β€œΡΠΊΠ°Ρ‡ΠΊΠΎΠΌβ€ Π² зависимости ΠΎΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала. БтатичСская характСристика Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ Π·Π²Π΅Π½Π° ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Π° ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠ·Π»ΠΎΠΌΠ° с Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²ΠΎΠΌ.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.4 β€” ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ Ρ€Π΅Π»Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… статичСских характСристик

БистСмой дискрСтного дСйствия называСтся систСма, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ хотя Π±Ρ‹ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ Π·Π²Π΅Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΌ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ выходная Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠΎΠ², ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΎΠΊ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ.

Π—Π²Π΅Π½ΠΎ, ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½Ρ‹ΠΉ сигнал Π² дискрСтный сигнал, называСтся ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Ρ‹ΠΌ. ΠŸΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ Π²ΠΈΠ΄ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… сигналов ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ мСсто Π² БАУ с Π­Π’Πœ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»Π»Π΅Ρ€ΠΎΠΌ.

НаиболСС часто Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Ρ‹ (Π°Π»Π³ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΠΌΡ‹) прСобразования Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала Π² ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Ρ‹ΠΉ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал:

  • Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π½ΠΎ-ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Π°Ρ модуляция (АИМ);
  • ΡˆΠΈΡ€ΠΎΡ‚Π½ΠΎ-ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Π°Ρ модуляция (ШИМ).

На рис. 1.4.5 прСдставлСна графичСская ΠΈΠ»Π»ΡŽΡΡ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ Π°Π»Π³ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΠΌΠ° Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π½ΠΎ-ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ модуляции (АИМ). Π’ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ части рис. прСдставлСна врСмСнная Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ x(t) β€” сигнала Π½Π° Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ Π² ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠ΅ Π·Π²Π΅Π½ΠΎ. Π’Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Π»ΠΎΠΊΠ° (Π·Π²Π΅Π½Π°) y(t) – ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΡΠΌΠΎΡƒΠ³ΠΎΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠΎΠ², ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ с постоянным ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ квантования Ξ”t (см. ниТнюю Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ рис.). Π”Π»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠΎΠ² – ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Π° ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½Π° Ξ”. Амплитуда ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ° Π½Π° Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ Π±Π»ΠΎΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала x(t) Π½Π° Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Π»ΠΎΠΊΠ°.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.5 β€” РСализация Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π½ΠΎ-ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ модуляции

Π”Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ модуляции Π±Ρ‹Π» вСсьма распространСн Π² элСктронно-ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Π°ΠΏΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ систСм управлСния ΠΈ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹ (Π‘Π£Π—) ядСрных энСргСтичСских установок (Π―Π­Π£) Π² 70-х…80-Ρ… Π³ΠΎΠ΄Π°Ρ… ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎΠ³ΠΎ столСтия.

На рис. 1.4.6 прСдставлСна графичСская ΠΈΠ»Π»ΡŽΡΡ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ Π°Π»Π³ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΠΌΠ° ΡˆΠΈΡ€ΠΎΡ‚Π½ΠΎ-ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ модуляции (ШИМ). Π’ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ части рис. 1.14 прСдставлСна врСмСнная Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ x(t) – сигнала Π½Π° Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ Π² ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠ΅ Π·Π²Π΅Π½ΠΎ. Π’Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Π»ΠΎΠΊΠ° (Π·Π²Π΅Π½Π°) y(t) – ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΡΠΌΠΎΡƒΠ³ΠΎΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠΎΠ², ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ с постоянным ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ квантования Ξ”t (см. ниТнюю Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ рис. 1.14). Амплитуда всСх ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠΎΠ² – ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Π°. Π”Π»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ° Ξ”t Π½Π° Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ Π±Π»ΠΎΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ сигнала x(t) Π½Π° Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Π»ΠΎΠΊΠ°.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.6 β€” РСализация ΡˆΠΈΡ€ΠΎΡ‚Π½ΠΎ-ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ модуляции

Π”Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ модуляции Π² настоящСС врСмя являСтся Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ распространСнным Π² элСктронно-ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Π°ΠΏΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ систСм управлСния ΠΈ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹ (Π‘Π£Π—) ядСрных энСргСтичСских установок (Π―Π­Π£) ΠΈ БАУ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… тСхничСских систСм.

Π—Π°Π²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Ρ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π», Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ссли Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ постоянныС Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Π·Π²Π΅Π½ΡŒΡΡ… БАУ (БАР) сущСствСнно большС Ξ”t (Π½Π° порядки), Ρ‚ΠΎ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Π°Ρ систСма ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎΠΉ систСмой автоматичСского управлСния (ΠΏΡ€ΠΈ использовании ΠΊΠ°ΠΊ АИМ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ ШИМ).

1.4.3. ΠšΠ»Π°ΡΡΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡ ΠΏΠΎ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Ρƒ управлСния

По Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Ρƒ процСссов управлСния систСмы автоматичСского управлСния ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΈΠΏΡ‹:

  • Π΄Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ БАУ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ сигналу ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π½ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ поставлСн Π² соотвСтствиС Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал (ΠΈ Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚);
  • стохастичСскиС БАУ (статистичСскиС, вСроятностныС), Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π½Π° Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сигнал БАУ β€œΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‡Π°Π΅Ρ‚β€ случайным (стохастичСским) Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ сигналом.

Π’Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ стохастичСский сигнал характСризуСтся:

  • Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌ распрСдСлСния;
  • матСматичСским ΠΎΠΆΠΈΠ΄Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (срСдним Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ);
  • диспСрсиСй (срСднСквадратичным ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ).

Π‘Ρ‚ΠΎΡ…Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π° процСсса управлСния ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² сущСствСнно Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… БАР ΠΊΠ°ΠΊ с Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ зрСния статичСской характСристики, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ с Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ зрСния (Π΄Π°ΠΆΠ΅ Π² большСй стСпСни) нСлинСйности динамичСских Ρ‡Π»Π΅Π½ΠΎΠ² Π² уравнСниях Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ.

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΡŽ автоматичСского управлСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ понятия Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ управлСния тСхничСским систСмами
Рис. 1.4.7 β€” РаспрСдСлСниС Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ стохастичСской БАУ

ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… основных Π²ΠΈΠ΄ΠΎΠ² классификации систСм управлСния, ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ классификации. НапримСр, классификация ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Ρƒ управлСния ΠΈ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π° взаимодСйствии с внСшнСй срСдой ΠΈ возмоТности Π°Π΄Π°ΠΏΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΈ БАУ ΠΊ измСнСнию ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ срСды. БистСмы дСлятся Π½Π° Π΄Π²Π° Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ… класса:

1) ΠžΠ±Ρ‹ΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ (Π½Π΅ΡΠ°ΠΌΠΎΠ½Π°ΡΡ‚Ρ€Π°ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ) Π‘Π£ Π±Π΅Π· Π°Π΄Π°ΠΏΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΈ; эти систСмы относятся ΠΊ разряду простых, Π½Π΅ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ… свою структуру Π² процСссС управлСния. Они Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π½Ρ‹ ΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ. ΠžΠ±Ρ‹ΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π‘Π£ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° Ρ‚Ρ€ΠΈ подкласса: Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚Ρ‹Π΅, Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚Ρ‹Π΅ ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ систСмы управлСния.

2) Π‘Π°ΠΌΠΎΠ½Π°ΡΡ‚Ρ€Π°ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ (Π°Π΄Π°ΠΏΡ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹Π΅) Π‘Π£. Π’ этих систСмах ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… условий ΠΈΠ»ΠΈ характСристик ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚Π° рСгулирования происходит автоматичСскоС (Π·Π°Ρ€Π°Π½Π΅Π΅ Π½Π΅ Π·Π°Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ΅) ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ устройства Π·Π° счСт измСнСния коэффициСнтов Π‘Π£, структуры Π‘Π£ ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Π°ΠΆΠ΅ ввСдСния Π½ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… элСмСнтов.

Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ классификации: ΠΏΠΎ иСрархичСскому ΠΏΡ€ΠΈΠ·Π½Π°ΠΊΡƒ (ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅Π²Ρ‹Π΅, Π΄Π²ΡƒΡ…ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅Π²Ρ‹Π΅, ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅Π²Ρ‹Π΅).

Волько зарСгистрированныС ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² опросС. Π’ΠΎΠΉΠ΄ΠΈΡ‚Π΅, поТалуйста.

ΠŸΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡŽ Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΉ ΠΏΠΎ Π£Π’Π‘?

  • 88,7%Π”Π°118

  • 7,5%НСт10

  • 3,8%НС знаю5

ΠŸΡ€ΠΎΠ³ΠΎΠ»ΠΎΡΠΎΠ²Π°Π»ΠΈ 133 ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»Ρ. Π’ΠΎΠ·Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π»ΠΈΡΡŒ 10 ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ.

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ: habr.com