Հրապարակում եմ ավտոմատ կառավարման տեսության վերաբերյալ դասախոսությունների առաջին գլուխը, որից հետո ձեր կյանքը երբեք նույնը չի լինի։

«Տեխնիկական համակարգերի կառավարում» դասընթացի դասախոսությունները կարդում են Օլեգ Ստեփանովիչ Կոզլովը ՄՊՏՀ-ի «Էներգետիկ մեխանիկական ճարտարագիտության» ֆակուլտետի «Ատոմային ռեակտորներ և էլեկտրակայաններ» ամբիոնում: Ն.Է. Բաուման. Ինչի համար ես շատ շնորհակալ եմ նրան։

Այս դասախոսությունները պարզապես պատրաստվում են տպագրության գրքի տեսքով, և քանի որ կան ՀԱՄ մասնագետներ, ուսանողներ և պարզապես այդ թեմայով հետաքրքրվողներ, ցանկացած քննադատություն ողջունելի է։

1. Տեխնիկական համակարգերի կառավարման տեսության հիմնական հասկացությունները

1.1. Նպատակներ, կառավարման սկզբունքներ, կառավարման համակարգերի տեսակներ, հիմնական սահմանումներ, օրինակներ

Արդյունաբերական արտադրության զարգացումը և բարելավումը (էներգիա, տրանսպորտ, մեքենաշինություն, տիեզերական տեխնոլոգիա և այլն) պահանջում են մեքենաների և ագրեգատների արտադրողականության շարունակական աճ, արտադրանքի որակի բարելավում, ծախսերի կրճատում և, հատկապես միջուկային էներգիայի ոլորտում, կտրուկ աճ։ անվտանգություն (միջուկային, ճառագայթային և այլն) .դ) ատոմակայանների և միջուկային կայանքների շահագործումը.

Սահմանված նպատակների իրականացումն անհնար է առանց ժամանակակից կառավարման համակարգերի ներդրման, այդ թվում՝ ինչպես ավտոմատացված (մարդ օպերատորի մասնակցությամբ), այնպես էլ ավտոմատ (առանց մարդկային օպերատորի մասնակցության) կառավարման համակարգերի (CS):

Սահմանում: Կառավարումը որոշակի տեխնոլոգիական գործընթացի կազմակերպում է, որն ապահովում է սահմանված նպատակի իրագործումը:

Վերահսկողության տեսություն ժամանակակից գիտության և տեխնիկայի ճյուղ է։ Այն հիմնված է (հիմնված) և՛ հիմնարար (ընդհանուր գիտական) առարկաների (օրինակ՝ մաթեմատիկա, ֆիզիկա, քիմիա և այլն), և՛ կիրառական առարկաների (էլեկտրոնիկա, միկրոպրոցեսորային տեխնոլոգիա, ծրագրավորում և այլն) վրա։

Ցանկացած կառավարման գործընթաց (ավտոմատ) բաղկացած է հետևյալ հիմնական փուլերից (տարրերից).

• հսկողության առաջադրանքի մասին տեղեկատվության ստացում.
• կառավարման արդյունքների մասին տեղեկատվության ստացում.
• ստացված տեղեկատվության վերլուծություն;
• որոշման կատարումը (ազդեցությունը վերահսկողության օբյեկտի վրա).

Կառավարման գործընթացն իրականացնելու համար կառավարման համակարգը (CS) պետք է ունենա.

• կառավարման առաջադրանքի վերաբերյալ տեղեկատվության աղբյուրներ.
• կառավարման արդյունքների մասին տեղեկատվության աղբյուրներ (տարբեր սենսորներ, չափիչ սարքեր, դետեկտորներ և այլն);
• ստացված տեղեկատվության վերլուծության և լուծումներ մշակելու սարքեր.
• Կառավարման օբյեկտի վրա գործող ակտուատորներ, որոնք պարունակում են՝ կարգավորիչ, շարժիչներ, ուժեղացուցիչ-փոխակերպող սարքեր և այլն։

Սահմանում: Եթե ​​կառավարման համակարգը (CS) պարունակում է վերը նշված բոլոր մասերը, ապա այն փակ է:

Սահմանում: Տեխնիկական օբյեկտի կառավարումը, օգտագործելով հսկողության արդյունքների մասին տեղեկատվություն, կոչվում է հետադարձ կապի սկզբունք:

Սխեմատիկորեն նման կառավարման համակարգը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

Բրինձ. 1.1.1 — Կառավարման համակարգի (ԿՀ) կառուցվածքը.

Եթե ​​կառավարման համակարգը (CS) ունի բլոկային դիագրամ, որի ձևը համապատասխանում է Նկ. 1.1.1, և գործում (աշխատում է) առանց մարդու (օպերատորի) մասնակցության, ապա կոչվում է ավտոմատ կառավարման համակարգ (ACS).

Եթե ​​կառավարման համակարգը գործում է անձի (օպերատորի) մասնակցությամբ, ապա այն կոչվում է ավտոմատացված կառավարման համակարգ.

Եթե ​​Վերահսկիչն ապահովում է օբյեկտի փոփոխության տվյալ օրենքը ժամանակին, անկախ հսկողության արդյունքներից, ապա այդպիսի հսկողությունը կատարվում է բաց օղակով, և կառավարումն ինքնին կոչվում է. ծրագիրը վերահսկվում է.

Բաց հանգույցի համակարգերը ներառում են արդյունաբերական մեքենաներ (փոխակրիչ գծեր, պտտվող գծեր և այլն), համակարգչային թվային կառավարման (CNC) մեքենաներ. տե՛ս Նկ. 1.1.2.

Նկ.1.1.2 - Ծրագրի կառավարման օրինակ

Հիմնական սարքը կարող է լինել, օրինակ, «պատճենահանող սարքը»:

Քանի որ այս օրինակում չկան արտադրվող մասի մոնիտորինգի սենսորներ (հաշվիչներ), եթե, օրինակ, կտրիչը սխալ է տեղադրվել կամ կոտրվել է, ապա սահմանված նպատակին (մասերի արտադրությունը) հնարավոր չէ հասնել (իրականացնել): Սովորաբար, այս տեսակի համակարգերում պահանջվում է ելքային հսկողություն, որը միայն կարձանագրի մասի չափերի և ձևի շեղումը ցանկալիից:

Ավտոմատ կառավարման համակարգերը բաժանված են 3 տեսակի.

• ավտոմատ կառավարման համակարգեր (ACS);
• ավտոմատ կառավարման համակարգեր (ACS);
• հետևող համակարգեր (SS):

SAR-ը և SS-ը SPG ==>-ի ենթաբազմություններ են .

Սահմանում. Ավտոմատ կառավարման համակարգը, որն ապահովում է ցանկացած ֆիզիկական մեծության (քանակների խմբի) կայունությունը կառավարման օբյեկտում, կոչվում է ավտոմատ կառավարման համակարգ (ACS):

Ավտոմատ կառավարման համակարգերը (ACS) ավտոմատ կառավարման համակարգերի ամենատարածված տեսակն են:

Աշխարհի առաջին ավտոմատ կարգավորիչը (18-րդ դար) Watt կարգավորիչն է։ Այս սխեման (տես նկ. 1.1.3) իրականացվել է Watt-ի կողմից Անգլիայում՝ շոգեմեքենայի անիվի պտտման հաստատուն արագությունը պահպանելու և, համապատասխանաբար, փոխանցման ճախարակի (գոտի) պտտման (շարժման) հաստատուն արագությունը պահպանելու համար։ )

Այս սխեմայով զգայուն տարրեր (չափիչ սենսորները) «կշիռներ» են (գնդեր): «Կշիռները» (գնդերը) նաև «ստիպում են» շարժվել ճոճվող թեւին, իսկ հետո՝ փականը: Հետևաբար, այս համակարգը կարող է դասակարգվել որպես ուղղակի կառավարման համակարգ, իսկ կարգավորիչը կարող է դասակարգվել որպես ուղղակի գործող կարգավորող, քանի որ այն միաժամանակ կատարում է և՛ «մետրի», և՛ «կարգավորիչի» գործառույթները:

Ուղղակի գործող կարգավորիչներում լրացուցիչ աղբյուր Կարգավորիչը շարժելու համար էներգիա չի պահանջվում:

Բրինձ. 1.1.3 — Վատտ ավտոմատ կարգավորիչի միացում

Անուղղակի կառավարման համակարգերը պահանջում են ուժեղացուցիչի (օրինակ՝ հզորության) առկայություն (ներկայություն), լրացուցիչ մղիչ, որը պարունակում է, օրինակ, էլեկտրական շարժիչ, սերվոմոտոր, հիդրավլիկ շարժիչ և այլն:

Ավտոմատ կառավարման համակարգի օրինակ (ավտոմատ կառավարման համակարգ), այս սահմանման ամբողջական իմաստով, կառավարման համակարգ է, որն ապահովում է հրթիռի ուղեծիր արձակումը, որտեղ կառավարվող փոփոխականը կարող է լինել, օրինակ, հրթիռի միջև ընկած անկյունը: առանցքը և Երկրի նկատմամբ նորմալը ==> տես Նկ. 1.1.4.ա և նկ. 1.1.4.բ

Բրինձ. 1.1.4 (ա)

Բրինձ. 1.1.4 (բ)

1.2. Կառավարման համակարգերի կառուցվածքը՝ պարզ և բազմաչափ համակարգեր

Տեխնիկական համակարգերի կառավարման տեսության մեջ ցանկացած համակարգ սովորաբար բաժանվում է ցանցային կառույցների հետ կապված կապերի մի շարքի: Ամենապարզ դեպքում համակարգը պարունակում է մեկ հղում, որի մուտքագրումը մատակարարվում է մուտքային գործողությամբ (մուտքագրում), իսկ մուտքում ստացվում է համակարգի (ելքի) պատասխանը։

Տեխնիկական համակարգերի կառավարման տեսության մեջ օգտագործվում են կառավարման համակարգերի կապերը ներկայացնելու 2 հիմնական եղանակներ.

— «մուտք-ելք» փոփոխականներում;

— վիճակի փոփոխականներում (մանրամասների համար տե՛ս բաժին 6...7):

Ներկայացումը մուտքային-ելքային փոփոխականներում սովորաբար օգտագործվում է համեմատաբար պարզ համակարգեր նկարագրելու համար, որոնք ունեն մեկ «ներածում» (մեկ կառավարման գործողություն) և մեկ «ելք» (մեկ վերահսկվող փոփոխական, տես Նկար 1.2.1):

Բրինձ. 1.2.1 – Պարզ կառավարման համակարգի սխեմատիկ ներկայացում

Սովորաբար, այս նկարագրությունը օգտագործվում է տեխնիկապես պարզ ավտոմատ կառավարման համակարգերի համար (ավտոմատ կառավարման համակարգեր):

Վերջերս վիճակի փոփոխականներում ներկայացվածությունը լայն տարածում է գտել հատկապես տեխնիկապես բարդ համակարգերի համար, ներառյալ բազմաչափ ավտոմատ կառավարման համակարգերը: Նկ. 1.2.2-ը ցույց է տալիս բազմաչափ ավտոմատ կառավարման համակարգի սխեմատիկ պատկերը, որտեղ u1(t)…um(t) - վերահսկման գործողություններ (վերահսկման վեկտոր), y1(t)…yp(t) — ACS-ի կարգավորելի պարամետրեր (ելքային վեկտոր):

Բրինձ. 1.2.2 — Բազմաչափ կառավարման համակարգի սխեմատիկ ներկայացում

Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք ACS-ի կառուցվածքը, որը ներկայացված է «մուտք-ելք» փոփոխականներում և ունի մեկ մուտք (մուտք կամ հիմնական, կամ կառավարման գործողություն) և մեկ ելք (ելքային գործողություն կամ վերահսկվող (կամ կարգավորելի) փոփոխական):

Ենթադրենք, որ նման ACS-ի բլոկային դիագրամը բաղկացած է որոշակի քանակությամբ տարրերից (հղումներից): Հղումները խմբավորելով ըստ ֆունկցիոնալ սկզբունքի (ինչ են անում կապերը), ACS-ի կառուցվածքային դիագրամը կարող է կրճատվել հետևյալ բնորոշ ձևի.

Բրինձ. 1.2.3 — Ավտոմատ կառավարման համակարգի բլոկային դիագրամ

Խորհրդանիշ ε(տ) կամ փոփոխական ε(տ) ցույց է տալիս համեմատվող սարքի ելքի անհամապատասխանությունը (սխալը), որը կարող է «գործել» և՛ պարզ համեմատական ​​թվաբանական գործողությունների (առավել հաճախ՝ հանում, ավելի քիչ՝ գումարում), և՛ ավելի բարդ համեմատական ​​գործողությունների (ընթացակարգերի) ռեժիմում:

Ինչպես y1(t) = y(t)*k1Որտեղ k1 շահույթն է, ապա ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

Կառավարման համակարգի խնդիրն է (եթե այն կայուն է) «աշխատել» անհամապատասխանությունը (սխալը) վերացնելու համար: ε(տ), այսինքն. ==> ε(t) → 0.

Հարկ է նշել, որ կառավարման համակարգի վրա ազդում են ինչպես արտաքին ազդեցությունները (վերահսկող, անհանգստացնող, միջամտություն), այնպես էլ ներքին միջամտությունը: Միջամտությունը ազդեցությունից տարբերվում է իր գոյության ստոխաստիկությամբ (պատահականությամբ), մինչդեռ ազդեցությունը գրեթե միշտ դետերմինիստական ​​է:

Վերահսկիչը (կարգավորման գործողություն) նշանակելու համար մենք կօգտագործենք կամ x (տ)Կամ u(t).

1.3. Վերահսկողության հիմնական օրենքները

Եթե ​​վերադառնանք վերջին նկարին (ACS-ի բլոկ-սխեմա նկ. 1.2.3-ում), ապա անհրաժեշտ է «վերծանել» ուժեղացում-փոխակերպող սարքի խաղացած դերը (թե ինչ գործառույթներ է այն կատարում):

Եթե ​​ուժեղացման փոխակերպող սարքը (ACD) միայն ուժեղացնում է (կամ թուլացնում է) անհամապատասխանության ազդանշան ε(t), այն է՝ Որտեղ – համամասնության գործակիցը (կոնկրետ դեպքում = Const), ապա փակ հանգույցի ավտոմատ կառավարման համակարգի նման կառավարման ռեժիմը կոչվում է ռեժիմ համամասնական վերահսկողություն (P-վերահսկողություն):

Եթե ​​կառավարման միավորը առաջացնում է ելքային ազդանշան ε1(t), համաչափ ε(t) սխալին և ε(t-ի ինտեգրալին), այսինքն. , ապա այս կառավարման ռեժիմը կոչվում է համամասնորեն ինտեգրվող (PI հսկողություն): ==> Որտեղ b – համամասնության գործակիցը (կոնկրետ դեպքում b = Const).

Սովորաբար, PI հսկողությունը օգտագործվում է վերահսկման (կարգավորման) ճշգրտությունը բարելավելու համար:

Եթե ​​կառավարման միավորը առաջացնում է ելքային ազդանշան ε1(t)՝ համաչափ ε(t) սխալին և դրա ածանցյալին, ապա այս ռեժիմը կոչվում է. համամասնորեն տարբերվող (PD վերահսկողություն): ==>

Սովորաբար, PD հսկողության օգտագործումը մեծացնում է ACS-ի աշխատանքը

Եթե ​​կառավարման միավորը առաջացնում է ելքային ազդանշան ε1(t), համաչափ ε(t), դրա ածանցյալին և սխալի ինտեգրալին ==> , ապա այս ռեժիմը կոչվում է, ապա այս կառավարման ռեժիմը կոչվում է համամասնական-ինտեգրալ-տարբերակիչ կառավարման ռեժիմ (PID հսկողություն):

PID հսկողությունը հաճախ թույլ է տալիս ապահովել «լավ» կառավարման ճշգրտություն «լավ» արագությամբ

1.4. Ավտոմատ կառավարման համակարգերի դասակարգում

1.4.1. Դասակարգումն ըստ մաթեմատիկական նկարագրության տեսակի

Կախված մաթեմատիկական նկարագրության տեսակից (դինամիկայի և ստատիկական հավասարումներ) ավտոմատ կառավարման համակարգերը (ACS) բաժանվում են. գծային и ոչ գծային համակարգեր (ինքնագնաց հրացաններ կամ SAR):

Յուրաքանչյուր «ենթադաս» (գծային և ոչ գծային) բաժանված է մի շարք «ենթադասերի»: Օրինակ, գծային ինքնագնաց հրացանները (SAP) ունեն տարբերություններ մաթեմատիկական նկարագրության տեսակի մեջ:
Քանի որ այս կիսամյակում դիտարկվելու են միայն գծային ավտոմատ կառավարման (կարգավորման) համակարգերի դինամիկ հատկությունները, ստորև մենք տրամադրում ենք դասակարգում ըստ մաթեմատիկական նկարագրության տեսակի գծային ավտոմատ կառավարման համակարգերի (ACS).

1) գծային ավտոմատ կառավարման համակարգեր, որոնք նկարագրված են մուտքային-ելքային փոփոխականներում սովորական դիֆերենցիալ հավասարումներով (ODE) մշտական գործակիցներ:

որտեղ x (տ) - մուտքային ազդեցություն; y (t) - ելքային ազդեցություն (կարգավորելի արժեք):

Եթե ​​մենք օգտագործում ենք գծային ODE գրելու օպերատորի («կոմպակտ») ձևը, ապա (1.4.1) հավասարումը կարող է ներկայացվել հետևյալ ձևով.

Որտեղ, p = d/dt - տարբերակման օպերատոր; L(p), N(p) համապատասխան գծային դիֆերենցիալ օպերատորներն են, որոնք հավասար են.

2) գծային ավտոմատ կառավարման համակարգեր, որոնք նկարագրված են գծային սովորական դիֆերենցիալ հավասարումներով (ODE) հետ փոփոխականներ (ժամանակին) գործակիցներ.

Ընդհանուր դեպքում նման համակարգերը կարող են դասակարգվել որպես ոչ գծային ավտոմատ կառավարման համակարգեր (NSA):

3) Գծային տարբերության հավասարումներով նկարագրված գծային ավտոմատ կառավարման համակարգեր.

որտեղ զ (…) - փաստարկների գծային գործառույթ; k = 1, 2, 3… - ամբողջ թվեր; Δt – քվանտացման ինտերվալ (նմուշառման միջակայք):

Հավասարումը (1.4.4) կարող է ներկայացվել «կոմպակտ» նշումով.

Սովորաբար, գծային ավտոմատ կառավարման համակարգերի (ACS) այս նկարագրությունը օգտագործվում է թվային կառավարման համակարգերում (օգտագործելով համակարգիչ):

4) ուշացումով գծային ավտոմատ կառավարման համակարգեր.

որտեղ L(p), N(p) - գծային դիֆերենցիալ օպերատորներ; τ - հետաձգման ժամանակ կամ հետաձգման հաստատուն:

Եթե ​​օպերատորները L(p) и N(p) այլասերված (L (p) = 1; N(p) = 1), ապա հավասարումը (1.4.6) համապատասխանում է իդեալական ուշացման կապի դինամիկայի մաթեմատիկական նկարագրությանը.

և դրա հատկությունների գրաֆիկական նկարազարդումը ներկայացված է Նկ. 1.4.1

Բրինձ. 1.4.1 - Իդեալական հետաձգման կապի մուտքագրման և ելքի գրաֆիկներ

5) գծային ավտոմատ կառավարման համակարգեր, որոնք նկարագրված են գծային դիֆերենցիալ հավասարումներով մասնակի ածանցյալներ. Նման ինքնագնաց հրացանները հաճախ կոչվում են բաշխված կառավարման համակարգեր. ==> Նման նկարագրության «վերացական» օրինակ.

Հավասարումների համակարգը (1.4.7) նկարագրում է գծային բաշխված ավտոմատ կառավարման համակարգի դինամիկան, այսինքն. վերահսկվող մեծությունը կախված է ոչ միայն ժամանակից, այլև մեկ տարածական կոորդինատից։
Եթե ​​կառավարման համակարգը «տարածական» օբյեկտ է, ապա ==>

որտեղ կախված է շառավիղի վեկտորով որոշված ​​ժամանակից և տարածական կոորդինատներից

6) նկարագրված ինքնագնաց հրացաններ համակարգեր ODE-ներ, կամ տարբերությունների հավասարումների համակարգեր, կամ մասնակի դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգեր ==> և այլն...

Նմանատիպ դասակարգում կարելի է առաջարկել ոչ գծային ավտոմատ կառավարման համակարգերի համար (SAP)…

Գծային համակարգերի համար բավարարվում են հետևյալ պահանջները.

• ACS-ի ստատիկ բնութագրերի գծայինություն;
• դինամիկայի հավասարման գծայինությունը, այսինքն. փոփոխականները ներառված են դինամիկայի հավասարման մեջ միայն գծային համադրությամբ։

Ստատիկ բնութագիրը ելքի կախվածությունն է կայուն վիճակում ներածման ազդեցության մեծությունից (երբ բոլոր անցողիկ գործընթացները մարել են):

Հաստատուն գործակիցներով գծային սովորական դիֆերենցիալ հավասարումներով նկարագրված համակարգերի համար ստատիկ բնութագիրը ստացվում է դինամիկ հավասարումից (1.4.1)՝ բոլոր ոչ անշարժ անդամները զրոյի սահմանելով ==>

Նկար 1.4.2-ում ներկայացված են ավտոմատ կառավարման (կարգավորման) համակարգերի գծային և ոչ գծային ստատիկ բնութագրերի օրինակներ:

Բրինձ. 1.4.2 - Ստատիկ գծային և ոչ գծային բնութագրերի օրինակներ

Դինամիկ հավասարումներում ժամանակային ածանցյալներ պարունակող տերմինների ոչ գծայինությունը կարող է առաջանալ ոչ գծային մաթեմատիկական գործողություններ օգտագործելիս (*, /, , , մեղք, ln և այլն): Օրինակ՝ հաշվի առնելով որոշ «վերացական» ինքնագնաց հրացանի դինամիկայի հավասարումը

Նկատի ունեցեք, որ այս հավասարման մեջ գծային ստատիկ հատկանիշով հավասարման ձախ կողմում գտնվող երկրորդ և երրորդ անդամները (դինամիկ անդամներ) են ոչ գծային, հետևաբար նմանատիպ հավասարմամբ նկարագրված ACS-ն է ոչ գծային մեջ դինամիկ պլանավորել.

1.4.2. Դասակարգում ըստ փոխանցվող ազդանշանների բնույթի

Կախված փոխանցվող ազդանշանների բնույթից՝ ավտոմատ կառավարման (կամ կարգավորման) համակարգերը բաժանվում են.

• շարունակական համակարգեր (շարունակական համակարգեր);
• ռելեային համակարգեր (ռելեային գործողության համակարգեր);
• դիսկրետ գործողության համակարգեր (զարկերակային և թվային):

Համակարգ շարունակական գործողությունը կոչվում է այնպիսի ACS, որի հղումներից յուրաքանչյուրում շարունակական ժամանակի ընթացքում մուտքային ազդանշանի փոփոխություն համապատասխանում է շարունակականին ելքային ազդանշանի փոփոխություն, մինչդեռ ելքային ազդանշանի փոփոխության օրենքը կարող է կամայական լինել: Որպեսզի ինքնագնաց հրացանը լինի շարունակական, անհրաժեշտ է, որ բոլորի ստատիկ բնութագրերը հղումները շարունակական էին:

Բրինձ. 1.4.3 - Շարունակական համակարգի օրինակ

Համակարգ ռելե գործողությունը կոչվում է ավտոմատ կառավարման համակարգ, որում առնվազն մեկ կապում, մուտքային արժեքի շարունակական փոփոխությամբ, ելքային արժեքը կառավարման գործընթացի որոշ պահերին փոխվում է «ցատկում»՝ կախված մուտքային ազդանշանի արժեքից: Նման կապի ստատիկ բնութագիրը ունի ընդմիջման կետեր կամ կոտրվածք՝ պատռվածքով.

Բրինձ. 1.4.4 - Ռելե ստատիկ բնութագրերի օրինակներ

Համակարգ դիսկրետ գործողությունը համակարգ է, որում առնվազն մեկ օղակում, մուտքային քանակի շարունակական փոփոխությամբ, ելքային մեծությունն ունի. անհատական ​​ազդակների տեսակը, հայտնվելով որոշակի ժամանակահատվածից հետո։

Շարունակական ազդանշանը դիսկրետ ազդանշանի վերածող կապը կոչվում է իմպուլսային կապ: Փոխանցվող ազդանշանների նմանատիպ տեսակը տեղի է ունենում համակարգչով կամ կարգավորիչով ավտոմատ կառավարման համակարգում:

Շարունակական մուտքային ազդանշանը իմպուլսային ելքային ազդանշանի վերածելու ամենատարածված մեթոդները (ալգորիթմներն) են.

• զարկերակային ամպլիտուդի մոդուլյացիան (PAM);
• Զարկերակային լայնության մոդուլյացիա (PWM):

Նկ. Նկար 1.4.5-ում ներկայացված է զարկերակային ամպլիտուդի մոդուլյացիայի (PAM) ալգորիթմի գրաֆիկական պատկերը: Վերևում Նկ. ներկայացվում է ժամանակի կախվածությունը x (տ) - ազդանշան մուտքի մոտ իմպուլսային հատվածում: Զարկերակային բլոկի ելքային ազդանշան (հղում) y (t) – ուղղանկյուն զարկերակների հաջորդականություն, որոնք հայտնվում են մշտական քվանտացման շրջան Δt (տես նկարի ստորին մասը): Իմպուլսների տեւողությունը նույնն է եւ հավասար Δ. Բլոկի ելքի իմպուլսի ամպլիտուդը համաչափ է այս բլոկի մուտքագրման x(t) շարունակական ազդանշանի համապատասխան արժեքին:

Բրինձ. 1.4.5 — Իմպուլսի ամպլիտուդի մոդուլյացիայի իրականացում

Իմպուլսային մոդուլյացիայի այս մեթոդը շատ տարածված էր ատոմակայանների (ԱԷԿ) կառավարման և պաշտպանության համակարգերի (ԱԷԿ) էլեկտրոնային չափիչ սարքավորումներում անցյալ դարի 70-ական...80-ական թվականներին։

Նկ. Նկար 1.4.6-ը ցույց է տալիս իմպուլսի լայնության մոդուլյացիայի (PWM) ալգորիթմի գրաֆիկական պատկերը: Վերևում Նկ. 1.14-ը ցույց է տալիս ժամանակի կախվածությունը x (տ) - ազդանշան իմպուլսային կապի մուտքի մոտ: Զարկերակային բլոկի ելքային ազդանշան (հղում) y (t) – ուղղանկյուն իմպուլսների հաջորդականություն, որոնք հայտնվում են մշտական ​​քվանտացման ժամանակաշրջանով Δt (տես Նկար 1.14-ի ներքևում): Բոլոր իմպուլսների ամպլիտուդը նույնն է։ Զարկերակային տեւողությունը Δt բլոկի ելքում համաչափ է շարունակական ազդանշանի համապատասխան արժեքին x (տ) զարկերակային բլոկի մուտքի մոտ:

Բրինձ. 1.4.6 — Իմպուլսի լայնության մոդուլյացիայի իրականացում

Իմպուլսային մոդուլյացիայի այս մեթոդը ներկայումս ամենատարածվածն է ատոմակայանների (ԱԷԿ) և այլ տեխնիկական համակարգերի վերահսկման և պաշտպանության համակարգերի (CPS) էլեկտրոնային չափիչ սարքավորումներում:

Եզրափակելով այս ենթաբաժինը, հարկ է նշել, որ եթե ինքնագնաց հրացանների (SAP) այլ հանգույցներում բնորոշ ժամանակային հաստատունները. զգալիորեն ավելի Δt (ըստ մեծության կարգերի), ապա զարկերակային համակարգը կարելի է համարել շարունակական ավտոմատ կառավարման համակարգ (օգտագործելիս ինչպես AIM, այնպես էլ PWM):

1.4.3. Դասակարգում ըստ հսկողության բնույթի

Կախված կառավարման գործընթացների բնույթից, ավտոմատ կառավարման համակարգերը բաժանվում են հետևյալ տեսակների.

• դետերմինիստական ​​ավտոմատ կառավարման համակարգեր, որոնցում մուտքային ազդանշանը կարող է միանշանակորեն կապված լինել ելքային ազդանշանի հետ (և հակառակը).
• ստոխաստիկ ACS (վիճակագրական, հավանական), որում ACS-ը «պատասխանում է» տվյալ մուտքային ազդանշանին պատահական (ստոխաստիկ) ելքային ազդանշան.

Ելքային ստոխաստիկ ազդանշանը բնութագրվում է հետևյալով.

• բաշխման օրենք;
• մաթեմատիկական ակնկալիք (միջին արժեք);
• դիսպերսիա (ստանդարտ շեղում):

Վերահսկողության գործընթացի ստոխաստիկ բնույթը սովորաբար նկատվում է ըստ էության ոչ գծային ACS ինչպես ստատիկ բնութագրերի, այնպես էլ դինամիկայի հավասարումների դինամիկ տերմինների ոչ գծայինության (նույնիսկ ավելի մեծ չափով) տեսակետից։

Բրինձ. 1.4.7 — Ստոխաստիկ ավտոմատ կառավարման համակարգի ելքային արժեքի բաշխում

Բացի կառավարման համակարգերի դասակարգման վերը նշված հիմնական տեսակներից, կան նաև այլ դասակարգումներ. Օրինակ, դասակարգումը կարող է իրականացվել վերահսկման մեթոդի համաձայն և հիմնված լինել արտաքին միջավայրի հետ փոխազդեցության և ACS-ը շրջակա միջավայրի պարամետրերի փոփոխություններին հարմարեցնելու ունակության վրա: Համակարգերը բաժանված են երկու մեծ դասի.

1) սովորական (ոչ ինքնակարգավորվող) կառավարման համակարգեր՝ առանց հարմարվողականության. Այս համակարգերը պատկանում են պարզ համակարգերի կատեգորիային, որոնք կառավարման գործընթացում չեն փոխում իրենց կառուցվածքը: Դրանք ամենազարգացածն ու լայնորեն կիրառվողն են։ Սովորական կառավարման համակարգերը բաժանվում են երեք ենթադասերի՝ բաց հանգույց, փակ հանգույց և համակցված կառավարման համակարգեր:

2) ինքնակարգավորվող (ադապտիվ) կառավարման համակարգեր. Այս համակարգերում, երբ փոխվում են վերահսկվող օբյեկտի արտաքին պայմանները կամ բնութագրերը, կառավարման սարքի պարամետրերի ավտոմատ (ոչ կանխորոշված) փոփոխություն տեղի է ունենում կառավարման համակարգի գործակիցների, կառավարման համակարգի կառուցվածքի կամ նույնիսկ նոր տարրերի ներդրման պատճառով: .

Դասակարգման մեկ այլ օրինակ՝ ըստ հիերարխիկ հիմքի (մեկ մակարդակ, երկաստիճան, բազմաստիճան):

Հարցմանը կարող են մասնակցել միայն գրանցված օգտվողները։ Մուտք գործել, խնդրում եմ:

Շարունակե՞լ հրապարակել UTS-ի վերաբերյալ դասախոսություններ:

• 88,7%Այո 118

• 7,5%No10

• 3,8%Չգիտեմ 5

Քվեարկել է 133 օգտատեր։ 10 օգտատեր ձեռնպահ է մնացել։

Source: www.habr.com