Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Ik publisearje it earste haadstik fan lêzingen oer de teory fan automatyske kontrôle, wêrnei't jo libben noait itselde sil wêze.

Lêzingen oer de kursus "Management of Technical Systems" wurde jûn troch Oleg Stepanovich Kozlov by de ôfdieling "Kernreaktors en Power Plants", Fakulteit fan "Power Mechanical Engineering" fan MSTU. N.E. Bauman. Dêr bin ik him tige tankber foar.

Dizze lêzingen wurde krekt taret op publikaasje yn boekfoarm, en om't der TAU-spesjalisten, studinten en dyjingen dy't gewoan ynteressearre binne yn it ûnderwerp, is elke krityk wolkom.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

1. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

1.1. Doelen, prinsipes fan behear, soarten behearsystemen, basisdefinysjes, foarbylden

De ûntwikkeling en ferbettering fan yndustriële produksje (enerzjy, ferfier, meganyske technyk, romtetechnology, ensfh.) Fereasket in trochgeande ferheging fan 'e produktiviteit fan masines en ienheden, it ferbetterjen fan produktkwaliteit, it ferminderjen fan kosten en, benammen yn kearnenerzjy, in skerpe tanimming fan feilichheid (kearn, strieling, ensfh) .d.) eksploitaasje fan kearnsintrales en kearnsintrales.

De ymplemintaasje fan 'e ynstelde doelen is ûnmooglik sûnder de ynfiering fan moderne kontrôlesystemen, ynklusyf sawol automatisearre (mei de dielname fan in minsklike operator) as automatyske (sûnder dielname fan in minsklike operator) kontrôlesystemen (CS).

Definysje: Management is in organisaasje fan in bepaald technologysk proses dat soarget foar it realisearjen fan in set doel.

Kontrôle teory is in tûke fan moderne wittenskip en technology. It is basearre (basearre) op sawol fûnemintele (algemiene wittenskiplike) dissiplines (bygelyks wiskunde, natuerkunde, skiekunde, ensfh.) en tapaste dissiplines (elektronika, mikroprosessortechnology, programmearring, ensfh.).

Elk kontrôleproses (automatysk) bestiet út de folgjende haadstappen (eleminten):

  • it krijen fan ynformaasje oer de kontrôletaak;
  • it krijen fan ynformaasje oer it resultaat fan behear;
  • analyze fan ûntfongen ynformaasje;
  • útfiering fan it beslút (ynfloed op it kontrôle objekt).

Om it behearproses út te fieren, moat it behearsysteem (CS) hawwe:

  • boarnen fan ynformaasje oer de behear taak;
  • boarnen fan ynformaasje oer kontrôleresultaten (ferskate sensors, mjitapparaten, detektors, ensfh.);
  • apparaten foar it analysearjen fan ûntfongen ynformaasje en it ûntwikkeljen fan oplossings;
  • actuators dy't hannelje op it Control Object, befetsjende: regulator, motors, amplification-converting apparaten, etc.

Definysje: As it kontrôlesysteem (CS) alle boppesteande dielen befettet, dan is it sletten.

Definysje: Kontrolearje fan in technysk objekt mei help fan ynformaasje oer kontrôleresultaten wurdt it feedbackprinsipe neamd.

Skematysk kin sa'n kontrôlesysteem wurde fertsjintwurdige as:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.1.1 - Struktuer fan it kontrôlesysteem (MS)

As it kontrôlesysteem (CS) in blokdiagram hat, wêrfan de foarm oerienkomt mei Fig. 1.1.1, en funksjonearret (wurket) sûnder minsklike (operator) dielname, dan hjit it Automatysk kontrôlesysteem (ACS).

As it kontrôlesysteem wurket mei de partisipaasje fan in persoan (operator), dan wurdt it neamd automatisearre kontrôle systeem.

As de kontrôle in opjûne wet jout fan feroaring fan in objekt yn 'e tiid, nettsjinsteande de resultaten fan kontrôle, dan wurdt sa'n kontrôle útfierd yn in iepen lus, en de kontrôle sels wurdt neamd programma kontrolearre.

Iepen-loop systemen omfetsje yndustriële masines (transportlinen, rotearjende linen, ensfh.), Computer numerike kontrôle (CNC) masines: sjoch foarbyld yn Fig. 1.1.2.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Fig.1.1.2 - Foarbyld fan programma kontrôle

It masterapparaat kin bygelyks in "copier" wêze.

Sûnt yn dit foarbyld binne d'r gjin sensoren (mjittingen) dy't it produsearre diel kontrolearje, as bygelyks de cutter ferkeard ynstalleare of brutsen is, dan kin it ynstelde doel (produksje fan it diel) net wurde berikt (realisearre). Typysk is yn systemen fan dit type útfierkontrôle fereaske, dy't allinich de ôfwiking fan 'e ôfmjittings en foarm fan it diel fan' e winske sil opnimme.

Automatyske kontrôlesystemen binne ferdield yn 3 soarten:

  • automatyske kontrôle systemen (ACS);
  • automatyske kontrôle systemen (ACS);
  • tracking systemen (SS).

SAR en SS binne subsets fan SPG ==> Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen.

Definysje: In automatysk kontrôlesysteem dat soarget foar de konstantens fan elke fysike kwantiteit (groep fan hoemannichten) yn it kontrôleobjekt wurdt in automatysk kontrôlesysteem (ACS) neamd.

Automatyske kontrôlesystemen (ACS) binne it meast foarkommende type automatyske kontrôlesystemen.

De earste automatyske regulator fan 'e wrâld (18e ieu) is de Watt-regulator. Dit skema (sjoch Fig. 1.1.3) waard útfierd troch Watt yn Ingelân te behâlden in konstante snelheid fan rotaasje fan it tsjil fan in stoommasine en, dêrtroch, te behâlden in konstante snelheid fan rotaasje (beweging) fan de oerdracht pulley (riem) ).

Yn dit skema gefoelige eleminten (mjitsensors) binne "gewichten" (sferen). "Gewichten" (sfearen) "twinge" ek de rocker earm en dan it fentyl om te bewegen. Dêrom, dit systeem kin wurde klassifisearre as in direkte kontrôle systeem, en de tafersjochhâlder kin wurde klassifisearre as direkte waarnimmend regulator, om't it tagelyk de funksjes fan sawol in "meter" as in "regulator" útfiert.

Yn direkte waarnimmend tafersjochhâlders ekstra boarne gjin enerzjy is nedich om de tafersjochhâlder te ferpleatsen.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.1.3 - Watt automatyske regulator circuit

Yndirekte kontrôle systemen fereaskje de oanwêzigens (oanwêzigens) fan in fersterker (bygelyks macht), in ekstra actuator befettet, bygelyks, in elektryske motor, servomotor, hydraulyske oandriuwing, ensfh.

In foarbyld fan in automatysk kontrôlesysteem (automatysk kontrôlesysteem), yn 'e folsleine betsjutting fan dizze definysje, is in kontrôlesysteem dat soarget foar it lansearjen fan in raket yn in baan, wêrby't de kontroleare fariabele bygelyks de hoeke tusken de raket wêze kin. as en de normaal nei de ierde ==> sjoch Fig. 1.1.4.a en fig. 1.1.4.b

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.1.4(a)
Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.1.4 (b)

1.2. Struktuer fan kontrôlesystemen: ienfâldige en multydimensionale systemen

Yn 'e teory fan Technysk Systems Management wurdt elk systeem normaal ferdield yn in set fan keppelings ferbûn yn netwurkstruktueren. Yn it ienfâldichste gefal befettet it systeem ien keppeling, wêrfan de ynfier wurdt levere mei in ynfieraksje (ynfier), en it antwurd fan it systeem (útfier) ​​wurdt krigen by de ynfier.

Yn 'e teory fan Technysk Systems Management wurde 2 wichtichste manieren brûkt om de keppelings fan kontrôlesystemen te fertsjintwurdigjen:

- yn "ynput-útfier" fariabelen;

- yn steat fariabelen (foar mear details, sjoch paragraaf 6 ... 7).

Fertsjintwurdiging yn ynfier-útfier fariabelen wurdt meastal brûkt om te beskriuwen relatyf ienfâldige systemen dy't hawwe ien "ynput" (ien kontrôle aksje) en ien "útfier" (ien kontrolearre fariabele, sjoch figuer 1.2.1).

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.2.1 - Skematyske foarstelling fan in ienfâldich kontrôlesysteem

Typysk wurdt dizze beskriuwing brûkt foar technysk ienfâldige automatyske kontrôlesystemen (automatyske kontrôlesystemen).

Koartlyn is fertsjintwurdiging yn steat fariabelen wurden wiidferspraat, benammen foar technysk komplekse systemen, ynklusyf multidimensional automatyske kontrôle systemen. Yn Fig. 1.2.2 toant in skematyske foarstelling fan in multidimensional automatyske kontrôle systeem, wêr u1(t)...um(t) - kontrôleaksjes (kontrôlevektor), y1(t)…yp(t) - ferstelbere parameters fan 'e ACS (útfiervektor).

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.2.2 - Skematyske foarstelling fan in multydinsjoneel kontrôlesysteem

Lit ús beskôgje yn mear detail de struktuer fan de ACS, fertsjintwurdige yn de "ynput-útfier" fariabelen en hawwende ien ynfier (ynput of master, of kontrôle aksje) en ien útfier (útfier aksje of kontrolearre (of ferstelbere) fariabele).

Lit ús oannimme dat it blokdiagram fan sa'n ACS bestiet út in bepaald oantal eleminten (keppelings). Troch de keppelings te groepearjen neffens it funksjonele prinsipe (wat de keppelings dogge), kin it strukturele diagram fan 'e ACS wurde fermindere nei de folgjende typyske foarm:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.2.3 - Blokdiagram fan it automatyske kontrôlesysteem

Symboal ε(t) of fariabele ε(t) jout de mismatch (flater) oan by de útfier fan it fergelykjen apparaat, dat kin "operearje" yn 'e modus fan sawol ienfâldige ferlykjende rekenkundige operaasjes (meastentiids subtraksje, minder faak tafoeging) en kompleksere ferlykjende operaasjes (prosedueres).

sûnt y1(t) = y(t)*k1wêr k1 is de winst, dan ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

De taak fan it kontrôlesysteem is (as it stabyl is) om te "wurkjen" om de mismatch (flater) te eliminearjen. ε(t), d.w.s. ==> ε(t) → 0.

It moat opmurken wurde dat it kontrôlesysteem wurdt beynfloede troch sawol eksterne ynfloeden (kontrôle, steurend, ynterferinsje) en ynterne ynterferinsje. Ynterferinsje ferskilt fan ynfloed troch de stochastisiteit (willekeurigens) fan har bestean, wylst ynfloed hast altyd deterministysk is.

Foar it oanwizen fan de kontrôle (ynstellingsaksje) sille wy beide brûke x (t), of u (t).

1.3. Basis wetten fan kontrôle

As wy weromgean nei de lêste figuer (blokdiagram fan 'e ACS yn Fig. 1.2.3), dan is it nedich om de rol te "ûntsiferje" spile troch it amplifikaasje-konvertearjende apparaat (wat funksjes it útfiert).

As it amplifikaasje-konvertearjende apparaat (ACD) allinich it mismatchsignal ε(t) ferbettert (of ferswakke), nammentlik: Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemenwêr Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen- evenredichheidskoëffisjint (yn it bysûndere gefal Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen = Const), dan wurdt sa'n kontrôlemodus fan in automatysk kontrôlesysteem mei sletten lus in modus neamd proporsjonele kontrôle (P-kontrôle).

As de kontrôle ienheid genereart in útfier sinjaal ε1 (t), evenredich mei de flater ε (t) en de yntegraal fan ε (t), i.e. Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen, dan wurdt dizze kontrôlemodus neamd proporsjoneel-yntegraasje (PI kontrôle). ==> Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemenwêr b - evenredichheidskoëffisjint (yn it bysûndere gefal b = Konst).

Typysk wurdt PI-kontrôle brûkt om de krektens fan kontrôle (regeljouwing) te ferbetterjen.

As de kontrôle-ienheid in útfiersinjaal ε1(t) genereart, evenredich mei de flater ε(t) en syn derivative, dan wurdt dizze modus neamd proporsjoneel differinsjaasje (PD-kontrôle): ==> Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Typysk fergruttet it gebrûk fan PD-kontrôle de prestaasjes fan 'e ACS

As de kontrôle ienheid genereart in útfier sinjaal ε1 (t), evenredich mei de flater ε (t), syn derivative, en de yntegraal fan de flater ==> Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen, dan wurdt dizze modus neamd dan wurdt dizze kontrôlemodus neamd proporsjoneel-yntegraal-differinsjaasje kontrôle modus (PID kontrôle).

PID-kontrôle lit jo faaks "goede" kontrôleskrektens leverje mei "goede" snelheid

1.4. Klassifikaasje fan automatyske kontrôlesystemen

1.4.1. Klassifikaasje troch type wiskundige beskriuwing

Op grûn fan it type wiskundige beskriuwing (fergelikingen fan dynamyk en statyk) wurde automatyske kontrôlesystemen (ACS) ferdield yn lineêr и net-lineêr systemen (selsridende gewearen of SAR).

Elke "subklasse" (lineêr en net-lineêr) is ferdield yn in oantal "subklassen". Bygelyks, lineêre selsridende gewearen (SAP) hawwe ferskillen yn it type wiskundige beskriuwing.
Sûnt dit semester sil beskôgje de dynamyske eigenskippen fan allinnich lineêre automatyske kontrôle (regulaasje) systemen, hjirûnder jouwe wy in klassifikaasje neffens it type wiskundige beskriuwing foar lineêre automatyske kontrôle systemen (ACS):

1) Lineêre automatyske kontrôlesystemen beskreaun yn ynfier-útfierfariabelen troch gewoane differinsjaalfergelikingen (ODE) mei permanint koeffizienten:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

wêr x (t) - ynfier ynfloed; y (t) - útfier ynfloed (ferstelbere wearde).

As wy de operator ("kompakte") foarm brûke om in lineêre ODE te skriuwen, dan kin de fergeliking (1.4.1) yn 'e folgjende foarm fertsjintwurdige wurde:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

wêr, p = d/dt - differinsjaasje operator; L(p), N(p) binne de oerienkommende lineêre differinsjaaloperators, dy't gelyk binne oan:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

2) Lineêre automatyske kontrôle systemen beskreaun troch lineêre gewoane differinsjaaloperator fergelikingen (ODE) mei fariabelen (yn tiid) koeffizienten:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Yn it algemiene gefal kinne sokke systemen wurde klassifisearre as net-lineêre automatyske kontrôlesystemen (NSA).

3) Lineêre automatyske kontrôlesystemen beskreaun troch lineêre ferskilfergelikingen:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

wêr f(...) - lineêre funksje fan arguminten; k = 1, 2, 3... - hiele getallen; Δt - kwantisaasje-ynterval (sampling-ynterval).

Fergeliking (1.4.4) kin wurde fertsjintwurdige yn in "kompakte" notaasje:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Typysk wurdt dizze beskriuwing fan lineêre automatyske kontrôlesystemen (ACS) brûkt yn digitale kontrôlesystemen (mei in kompjûter).

4) Lineêre automatyske kontrôlesystemen mei fertraging:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

wêr L(p), N(p) - lineêre differinsjaaloperators; τ - fertraging tiid of fertraging konstante.

As de operators L(p) и N(p) degenerearje (L(p) = 1; N(p) = 1), dan komt fergeliking (1.4.6) oerien mei de wiskundige beskriuwing fan de dynamyk fan de ideale fertraging keppeling:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

en in grafyske yllustraasje fan syn eigenskippen wurdt werjûn yn Fig. 1.4.1

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.1 - Grafiken fan ynfier en útfier fan de ideale fertraging keppeling

5) Lineêre automatyske kontrôle systemen beskreaun troch lineêre differinsjaaloperator fergelikingen yn parsjele derivaten. Sokke selsridende gewearen wurde faak neamd ferdield kontrôle systemen. ==> In "abstrakt" foarbyld fan sa'n beskriuwing:

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Systeem fan fergelikingen (1.4.7) beskriuwt de dynamyk fan in lineêr ferdield automatyske kontrôle systeem, d.w.s. de kontrolearre kwantiteit hinget net allinnich op tiid, mar ek op ien romtlike koördinaat.
As it kontrôlesysteem in "romtlik" objekt is, dan ==>

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

wêr Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen hinget ôf fan tiid en romtlike koördinaten bepaald troch de radius vector Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

6) Self-propelled gewearen beskreaun systemen ODE's, as systemen fan ferskilfergelikingen, of systemen fan parsjele differinsjaalfergelikingen ==> ensafuorthinne ...

In ferlykbere klassifikaasje kin foarsteld wurde foar net-lineêre automatyske kontrôlesystemen (SAP) ...

Foar lineêre systemen wurde de folgjende easken foldien:

  • lineariteit fan 'e statyske skaaimerken fan' e ACS;
  • lineariteit fan de dynamyk fergeliking, i.e. fariabelen binne opnommen yn 'e dynamykfergeliking allinnich yn lineêre kombinaasje.

De statyske karakteristyk is de ôfhinklikens fan 'e útfier op' e omfang fan 'e ynfierynfloed yn steady state (as alle transiente prosessen binne ferstoarn).

Foar systemen beskreaun troch lineêre gewoane differinsjaalfergelikingen mei konstante koeffizienten, wurdt de statyske karakteristyk krigen fan 'e dynamyske fergeliking (1.4.1) troch alle net-stasjonêre termen op nul te setten ==>

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

figuer 1.4.2 toant foarbylden fan lineêre en net-lineêre statyske skaaimerken fan automatyske kontrôle (regeling) systemen.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.2 - Foarbylden fan statyske lineêre en net-lineêre skaaimerken

Net-lineariteit fan termen dy't tiidderivatives befetsje yn dynamyske fergelikingen kinne ûntstean by it brûken fan net-lineêre wiskundige operaasjes (*, /, Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen, Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen, sin, ln, ensfh.). Bygelyks, sjoen de dynamyk fergeliking fan guon "abstrakt" selsridende gun

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen

Tink derom dat yn dizze fergeliking, mei in lineêre statyske karakteristyk Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen de twadde en tredde termen (dynamyske termen) oan de linkerkant fan de fergeliking binne net-lineêr, dêrom is de ACS beskreaun troch in ferlykbere fergeliking net-linear yn dynamysk plan.

1.4.2. Klassifikaasje neffens de aard fan 'e útstjoerde sinjalen

Op grûn fan 'e aard fan' e útstjoerde sinjalen wurde automatyske kontrôle (as regeljouwing) systemen ferdield yn:

  • trochgeande systemen (trochgeande systemen);
  • estafette systemen (estafette aksje systemen);
  • diskrete aksjesystemen (puls en digitaal).

Systeem kontinu aksje hjit sa'n ACS, yn elk fan 'e keppelings wêrfan kontinu feroaring yn ynfier sinjaal oer tiid komt oerien mei kontinu feroaring yn it útfier sinjaal, wylst de wet fan feroaring yn de útfier sinjaal kin wêze willekeurich. Foar de selsridende gun te wêzen kontinu, is it nedich dat de statyske skaaimerken fan alle keppelings wiene kontinu.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.3 - Foarbyld fan in trochgeande systeem

Systeem estafette aksje hjit in automatyske kontrôle systeem wêryn op syn minst yn ien keppeling, mei in trochgeande feroaring yn de ynfier wearde, de útfier wearde op guon mominten fan de kontrôle proses feroaret "sprong" ôfhinklik fan de wearde fan de ynfier sinjaal. De statyske karakteristyk fan sa'n keppeling hat break punten of breuk mei breuk.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.4 - Foarbylden fan estafette statyske skaaimerken

Systeem diskrete aksje is in systeem wêryn op syn minst yn ien keppeling, mei in trochgeande feroaring yn 'e ynfierhoeveelheid, de útfierhoeveelheid hat soarte fan yndividuele ympulsen, ferskine nei in bepaalde perioade fan tiid.

De keppeling dy't in trochgeande sinjaal omsette yn in diskreet sinjaal wurdt in pulskeppeling neamd. In ferlykbere soarte fan oerdroegen sinjalen komt foar yn in automatysk kontrôlesysteem mei in kompjûter of controller.

De meast ymplementearre metoaden (algoritmen) foar it konvertearjen fan in trochgeand ynfiersinjaal yn in pulsearre útfiersinjaal binne:

  • puls amplitude modulaasje (PAM);
  • Pulse width Modulation (PWM).

Yn Fig. figuer 1.4.5 presintearret in grafyske yllustraasje fan de puls amplitude modulaasje (PAM) algoritme. Oan 'e boppekant fan Fig. tiid ôfhinklikens wurdt presintearre x (t) - sinjaal by de yngong yn de ympuls seksje. Utfiersignaal fan it pulsblok (keppeling) y (t) - in folchoarder fan rjochthoekige pulses ferskine mei permanint quantization perioade Δt (sjoch legere diel fan de figuer). De doer fan 'e pulsen is itselde en gelyk oan Δ. De pulsamplitude by de útfier fan it blok is evenredich mei de oerienkommende wearde fan it trochgeande sinjaal x(t) by de ynfier fan dit blok.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.5 - Implementaasje fan pulsamplitudemodulaasje

Dizze metoade fan pulsmodulaasje wie heul gewoan yn 'e elektroanyske mjitapparatuer fan kontrôle- en beskermingssystemen (CPS) fan kearnsintrales (NPP) yn' e jierren '70 ... 80 fan 'e foarige ieu.

Yn Fig. Figure 1.4.6 lit in grafyske yllustraasje sjen fan it algoritme foar pulsbreedtemodulaasje (PWM). Oan 'e boppekant fan Fig. 1.14 lit de tiidôfhinklikens sjen x (t) - sinjaal by de yngong nei de puls keppeling. Utfiersignaal fan it pulsblok (keppeling) y (t) - in folchoarder fan rjochthoekige pulsen dy't ferskine mei in konstante kwantisaasjeperioade Δt (sjoch ûnderkant fan Fig. 1.14). De amplitude fan alle pulses is itselde. Pulse doer Δt by de útfier fan it blok is evenredich mei de oerienkommende wearde fan de trochgeande sinjaal x (t) by de yngong fan it pulsblok.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.6 - Implementaasje fan pulsbreedtemodulaasje

Dizze metoade fan pulsmodulaasje is op it stuit de meast foarkommende yn elektroanyske mjitapparatuer fan kontrôle- en beskermingsystemen (CPS) fan kearnsintrales (NPP) en ACS fan oare technyske systemen.

By it sluten fan dizze subseksje, moat opmurken wurde dat as de karakteristike tiidkonstanten yn oare keppelings fan 'e selsridende kanonnen (SAP) signifikant mear Δt (troch oarders fan grutte), dan it pulssysteem kin wurde beskôge as in kontinu automatysk kontrôlesysteem (by it brûken fan sawol AIM as PWM).

1.4.3. Klassifikaasje troch aard fan kontrôle

Op grûn fan 'e aard fan kontrôleprosessen wurde automatyske kontrôlesystemen ferdield yn de folgjende soarten:

  • deterministyske automatyske kontrôlesystemen, wêrby't it ynfiersinjaal unambiguous ferbûn wurde kin mei it útfiersinjaal (en oarsom);
  • stochastyske ACS (statistysk, probabilistysk), wêrby't de ACS "reageart" op in bepaald ynfiersinjaal willekeurich (stochastic) útfier sinjaal.

It útfier stochastyske sinjaal wurdt karakterisearre troch:

  • wet fan distribúsje;
  • wiskundige ferwachting (gemiddelde wearde);
  • dispersion (standertdeviaasje).

De stochastyske aard fan it kontrôleproses wurdt normaal waarnommen yn yn wêzen net-lineêre ACS sawol út it eachpunt fan 'e statyske skaaimerken, as út it eachpunt (noch yn gruttere mjitte) fan 'e netlineariteit fan 'e dynamyske termen yn 'e dynamykfergelikingen.

Ynlieding ta de teory fan automatyske kontrôle. Basisbegripen fan 'e teory fan kontrôle fan technyske systemen
Rys. 1.4.7 - Ferdieling fan 'e útfierwearde fan in stochastyske automatyske kontrôlesysteem

Neist de boppesteande haadtypen fan klassifikaasje fan kontrôlesystemen binne d'r oare klassifikaasjes. Klassifikaasje kin bygelyks wurde útfierd neffens de kontrôlemetoade en wurde basearre op ynteraksje mei de eksterne omjouwing en de mooglikheid om de ACS oan te passen oan feroaringen yn miljeuparameters. Systemen wurde ferdield yn twa grutte klassen:

1) Gewoane (net-sels-oanpassende) kontrôlesystemen sûnder oanpassing; Dizze systemen hearre ta de kategory fan ienfâldige systemen dy't har struktuer net feroarje tidens it behearproses. Se binne de meast ûntwikkele en breed brûkt. Gewoane kontrôlesystemen binne ferdield yn trije subklassen: iepen-lus, sletten-lus en kombineare kontrôlesystemen.

2) Self-oanpassende (oanpasbere) kontrôle systemen. Yn dizze systemen, as eksterne betingsten of skaaimerken fan it kontroleare objekt feroarje, komt in automatyske (net foarbepaalde) feroaring yn 'e parameters fan it kontrôleapparaat foar troch feroaringen yn' e kontrôlesysteemkoëffisjinten, kontrôlesysteemstruktuer, of sels de ynfiering fan nije eleminten .

In oar foarbyld fan klassifikaasje: neffens in hiërargyske basis (ien-nivo, twa-nivo, multi-nivo).

Allinnich registrearre brûkers kinne meidwaan oan 'e enkête. Ynlogge, asjebleaft.

Trochgean mei it publisearjen fan lêzingen oer UTS?

  • 88,7%Ja118

  • 7,5%nr10

  • 3,8%ik wit it net 5

133 brûkers stimden. 10 brûkers ûntholden har.

Boarne: www.habr.com

Add a comment