ვაქვეყნებ ლექციების პირველ თავს ავტომატური კონტროლის თეორიაზე, რომლის შემდეგაც თქვენი ცხოვრება აღარასოდეს იქნება იგივე.

ლექციებს კურსზე „ტექნიკური სისტემების მენეჯმენტი“ კითხულობს ოლეგ სტეპანოვიჩ კოზლოვი MSTU-ს „ენერგეტიკული ინჟინერიის“ ფაკულტეტის „ატომური რეაქტორებისა და ელექტროსადგურების“ განყოფილებაში. ნ.ე. ბაუმანი. რისთვისაც ძალიან მადლობელი ვარ მისი.

ეს ლექციები მხოლოდ წიგნის სახით ემზადება გამოსაცემად და რადგან არიან TAU-ს სპეციალისტები, სტუდენტები და უბრალოდ ამ თემით დაინტერესებული პირები, მისასალმებელია ნებისმიერი კრიტიკა.

1. ტექნიკური სისტემების კონტროლის თეორიის ძირითადი ცნებები

1.1. მიზნები, მენეჯმენტის პრინციპები, მართვის სისტემების ტიპები, ძირითადი განმარტებები, მაგალითები

სამრეწველო წარმოების განვითარება და გაუმჯობესება (ენერგია, ტრანსპორტი, მანქანათმშენებლობა, კოსმოსური ტექნოლოგია და ა. უსაფრთხოება (ბირთვული, რადიაციული და სხვა) .დ) ატომური ელექტროსადგურების და ატომური დანადგარების ექსპლუატაცია.

დასახული მიზნების განხორციელება შეუძლებელია მართვის თანამედროვე სისტემების დანერგვის გარეშე, მათ შორის, როგორც ავტომატიზებული (ადამიანის ოპერატორის მონაწილეობით), ასევე ავტომატური (ადამიანის ოპერატორის მონაწილეობის გარეშე) მართვის სისტემები (CS).

განმარტება: მენეჯმენტი არის კონკრეტული ტექნოლოგიური პროცესის ორგანიზაცია, რომელიც უზრუნველყოფს დასახული მიზნის მიღწევას.

კონტროლის თეორია თანამედროვე მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების დარგია. იგი ეფუძნება (დაფუძნებულია) როგორც ფუნდამენტურ (ზოგადმეცნიერულ) დისციპლინებზე (მაგალითად, მათემატიკა, ფიზიკა, ქიმია და ა.შ.), ასევე გამოყენებითი დისციპლინები (ელექტრონიკა, მიკროპროცესორული ტექნოლოგია, პროგრამირება და ა.შ.).

ნებისმიერი კონტროლის პროცესი (ავტომატური) შედგება შემდეგი ძირითადი ეტაპებისგან (ელემენტები):

• საკონტროლო დავალების შესახებ ინფორმაციის მოპოვება;
• მენეჯმენტის შედეგის შესახებ ინფორმაციის მოპოვება;
• მიღებული ინფორმაციის ანალიზი;
• გადაწყვეტილების შესრულება (ზემოქმედება საკონტროლო ობიექტზე).

მართვის პროცესის განსახორციელებლად, მართვის სისტემას (CS) უნდა ჰქონდეს:

• მართვის ამოცანის შესახებ ინფორმაციის წყაროები;
• კონტროლის შედეგების შესახებ ინფორმაციის წყაროები (სხვადასხვა სენსორები, საზომი მოწყობილობები, დეტექტორები და ა.შ.);
• მიღებული ინფორმაციის ანალიზისა და გადაწყვეტილებების შემუშავების მოწყობილობები;
• საკონტროლო ობიექტზე მოქმედი აქტივატორები, რომლებიც შეიცავს: რეგულატორის, ძრავების, გამაძლიერებელი-კონვერტაციის მოწყობილობებს და ა.შ.

განმარტება: თუ კონტროლის სისტემა (CS) შეიცავს ყველა ზემოთ ჩამოთვლილ ნაწილს, მაშინ ის დახურულია.

განმარტება: ტექნიკური ობიექტის კონტროლს კონტროლის შედეგების შესახებ ინფორმაციის გამოყენებით უკუკავშირის პრინციპი ეწოდება.

სქემატურად, ასეთი კონტროლის სისტემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

ბრინჯი. 1.1.1 — საკონტროლო სისტემის (MS) სტრუქტურა

თუ საკონტროლო სისტემას (CS) აქვს ბლოკ-სქემა, რომლის ფორმა შეესაბამება ნახ. 1.1.1 და ფუნქციონირებს (მუშაობს) ადამიანის (ოპერატორის) მონაწილეობის გარეშე, მაშინ ე.წ ავტომატური მართვის სისტემა (ACS).

თუ კონტროლის სისტემა მოქმედებს პირის (ოპერატორის) მონაწილეობით, მაშინ მას ე.წ ავტომატური მართვის სისტემა.

თუ კონტროლი უზრუნველყოფს ობიექტის დროში ცვლილების მოცემულ კანონს, კონტროლის შედეგების მიუხედავად, მაშინ ასეთი კონტროლი ხორციელდება ღია მარყუჟში და თავად კონტროლი ე.წ. პროგრამა კონტროლდება.

ღია მარყუჟის სისტემები მოიცავს სამრეწველო მანქანებს (კონვეიერის ხაზები, მბრუნავი ხაზები და ა.შ.), კომპიუტერული რიცხვითი კონტროლის (CNC) მანქანები: იხილეთ მაგალითი ნახ. 1.1.2.

სურ.1.1.2 - პროგრამის კონტროლის მაგალითი

სამაგისტრო მოწყობილობა შეიძლება იყოს, მაგალითად, "ქსეროქსი".

ვინაიდან ამ მაგალითში არ არსებობს სენსორები (გაზომვები), რომლებიც აკონტროლებენ წარმოების ნაწილს, თუ, მაგალითად, საჭრელი არასწორად იყო დამონტაჟებული ან გატეხილი, მაშინ დასახული მიზანი (ნაწილის წარმოება) ვერ მიიღწევა (რეალიზება). როგორც წესი, ამ ტიპის სისტემებში საჭიროა გამომავალი კონტროლი, რომელიც მხოლოდ აღრიცხავს ნაწილის ზომებისა და ფორმის გადახრას სასურველიდან.

ავტომატური მართვის სისტემები იყოფა 3 ტიპად:

• ავტომატური მართვის სისტემები (ACS);
• ავტომატური მართვის სისტემები (ACS);
• თვალთვალის სისტემები (SS).

SAR და SS არის SPG ==> ქვეჯგუფები .

განმარტება: ავტომატური მართვის სისტემას, რომელიც უზრუნველყოფს ნებისმიერი ფიზიკური სიდიდის (რაოდენობების ჯგუფის) მუდმივობას საკონტროლო ობიექტში, ეწოდება ავტომატური მართვის სისტემა (ACS).

ავტომატური მართვის სისტემები (ACS) არის ავტომატური მართვის სისტემების ყველაზე გავრცელებული ტიპი.

მსოფლიოში პირველი ავტომატური რეგულატორი (მე-18 საუკუნე) არის ვატის რეგულატორი. ეს სქემა (იხ. სურ. 1.1.3) განხორციელდა Watt-ის მიერ ინგლისში ორთქლის ძრავის ბორბლის ბრუნვის მუდმივი სიჩქარის შესანარჩუნებლად და, შესაბამისად, გადამცემი ღვედის (ქამარის) ბრუნვის (მოძრაობის) მუდმივი სიჩქარის შესანარჩუნებლად. ).

ამ სქემაში მგრძნობიარე ელემენტები (საზომი სენსორები) არის "წონები" (სფეროები). „წონები“ (სფეროები) ასევე „აიძულებენ“ როკერის მკლავს და შემდეგ სარქველს გადაადგილდეს. ამრიგად, ეს სისტემა შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც პირდაპირი კონტროლის სისტემა, ხოლო რეგულატორი შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც პირდაპირი მოქმედი რეგულატორი, რადგან ის ერთდროულად ასრულებს როგორც "მეტრის" და "რეგულატორის" ფუნქციებს.

უშუალო მოქმედ რეგულატორებში დამატებითი წყარო არ არის საჭირო ენერგია რეგულატორის გადასაადგილებლად.

ბრინჯი. 1.1.3 - ვატიანი ავტომატური რეგულატორის წრე

არაპირდაპირი კონტროლის სისტემები მოითხოვს გამაძლიერებლის (მაგალითად, სიმძლავრის) არსებობას (ყოფნას), დამატებით გამტარებელს, რომელიც შეიცავს, მაგალითად, ელექტროძრავას, სერვომოტორს, ჰიდრავლიკურ დრაივს და ა.შ.

ავტომატური მართვის სისტემის მაგალითი (ავტომატური მართვის სისტემა), ამ განმარტების სრული გაგებით, არის კონტროლის სისტემა, რომელიც უზრუნველყოფს რაკეტის ორბიტაზე გაშვებას, სადაც კონტროლირებადი ცვლადი შეიძლება იყოს, მაგალითად, რაკეტას შორის კუთხე. ღერძი და ნორმალური დედამიწის მიმართ ==> იხილეთ ნახ. 1.1.4.a და ნახ. 1.1.4.ბ

ბრინჯი. 1.1.4(a)

ბრინჯი. 1.1.4 (ბ)

1.2. მართვის სისტემების სტრუქტურა: მარტივი და მრავალგანზომილებიანი სისტემები

ტექნიკური სისტემების მენეჯმენტის თეორიაში, ნებისმიერი სისტემა ჩვეულებრივ იყოფა ქსელის სტრუქტურებთან დაკავშირებულ ბმულებად. უმარტივეს შემთხვევაში, სისტემა შეიცავს ერთ ბმულს, რომლის შეყვანა მიეწოდება შეყვანის მოქმედებით (შეყვანა), ხოლო სისტემის პასუხი (გამომავალი) მიიღება შეყვანისას.

ტექნიკური სისტემების მენეჯმენტის თეორიაში გამოიყენება საკონტროლო სისტემების რგოლების წარმოდგენის 2 ძირითადი გზა:

— „შეყვანა-გამომავალი“ ცვლადებში;

— მდგომარეობის ცვლადებში (დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ განყოფილებები 6...7).

შეყვანა-გამომავალი ცვლადებში წარმოდგენა ჩვეულებრივ გამოიყენება შედარებით მარტივი სისტემების აღსაწერად, რომლებსაც აქვთ ერთი „შეყვანა“ (ერთი საკონტროლო მოქმედება) და ერთი „გამომავალი“ (ერთი კონტროლირებადი ცვლადი, იხილეთ სურათი 1.2.1).

ბრინჯი. 1.2.1 – მარტივი მართვის სისტემის სქემატური წარმოდგენა

როგორც წესი, ეს აღწერა გამოიყენება ტექნიკურად მარტივი ავტომატური მართვის სისტემებისთვის (ავტომატური მართვის სისტემები).

ბოლო დროს, სახელმწიფო ცვლადებში წარმოდგენა ფართოდ გავრცელდა, განსაკუთრებით ტექნიკურად რთული სისტემებისთვის, მათ შორის მრავალგანზომილებიანი ავტომატური მართვის სისტემებისთვის. ნახ. 1.2.2 ნაჩვენებია მრავალგანზომილებიანი ავტომატური მართვის სისტემის სქემატური გამოსახულება, სადაც u1(t)…um(t) - საკონტროლო მოქმედებები (კონტროლის ვექტორი), y1(t)…yp(t) — ACS-ის რეგულირებადი პარამეტრები (გამომავალი ვექტორი).

ბრინჯი. 1.2.2 — მრავალგანზომილებიანი მართვის სისტემის სქემატური წარმოდგენა

მოდით განვიხილოთ უფრო დეტალურად ACS-ის სტრუქტურა, რომელიც წარმოდგენილია „შესვლა-გამომავალი“ ცვლადებში და აქვს ერთი შეყვანა (შემავალი ან სამაგისტრო ან საკონტროლო მოქმედება) და ერთი გამომავალი (გამომავალი მოქმედება ან კონტროლირებადი (ან რეგულირებადი) ცვლადი).

დავუშვათ, რომ ასეთი ACS-ის ბლოკ-სქემა შედგება გარკვეული რაოდენობის ელემენტებისაგან (ბმულები). ბმულების დაჯგუფებით ფუნქციური პრინციპის მიხედვით (რას აკეთებენ ბმულები), ACS-ის სტრუქტურული დიაგრამა შეიძლება შემცირდეს შემდეგ ტიპურ ფორმამდე:

ბრინჯი. 1.2.3 — ავტომატური მართვის სისტემის ბლოკ-სქემა

სიმბოლო ε(t) ან ცვლადი ε(t) მიუთითებს შეუსაბამობაზე (შეცდომაზე) შესადარებელი მოწყობილობის გამოსავალზე, რომელსაც შეუძლია "იმოქმედოს" როგორც მარტივი შედარებითი არითმეტიკული ოპერაციების რეჟიმში (ყველაზე ხშირად გამოკლება, ნაკლებად ხშირად მიმატება) და უფრო რთული შედარებითი ოპერაციების (პროცედურების) რეჟიმში.

როგორც y1(t) = y(t)*k1სად k1 არის მოგება, მაშინ ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

საკონტროლო სისტემის ამოცანაა (თუ ის სტაბილურია) „მუშაოს“ შეუსაბამობის (შეცდომის) აღმოსაფხვრელად. ε(t), ე.ი. ==> ε(t) → 0.

უნდა აღინიშნოს, რომ კონტროლის სისტემაზე გავლენას ახდენს როგორც გარე გავლენა (მაკონტროლებელი, შემაშფოთებელი, ჩარევა), ასევე შიდა ჩარევა. ინტერფერენცია ზემოქმედებისგან განსხვავდება მისი არსებობის სტოქასტურობით (შემთხვევითობით), ხოლო ზემოქმედება თითქმის ყოველთვის დეტერმინისტულია.

კონტროლის (დაყენების მოქმედების) აღსანიშნავად ჩვენ გამოვიყენებთ ან x (t)ან u(t).

1.3. კონტროლის ძირითადი კანონები

თუ დავუბრუნდებით ბოლო ფიგურას (ACS-ის ბლოკ-სქემა ნახ. 1.2.3), მაშინ საჭიროა „გაშიფროს“ როლი, რომელსაც ასრულებს გამაძლიერებელი-კონვერტირებადი მოწყობილობა (რა ფუნქციებს ასრულებს იგი).

თუ გაძლიერება-კონვერტაციის მოწყობილობა (ACD) მხოლოდ აძლიერებს (ან აქვეითებს) შეუსაბამობის სიგნალს ε(t), კერძოდ: სად - პროპორციულობის კოეფიციენტი (კონკრეტულ შემთხვევაში = Const), მაშინ დახურული მარყუჟის ავტომატური მართვის სისტემის ასეთ საკონტროლო რეჟიმს ეწოდება რეჟიმი პროპორციული კონტროლი (P- კონტროლი).

თუ საკონტროლო ერთეული წარმოქმნის გამომავალ სიგნალს ε1(t), შეცდომის პროპორციული ε(t) და ε(t) ინტეგრალის, ე.ი. , მაშინ ეს კონტროლის რეჟიმი ეწოდება პროპორციულად ინტეგრირებული (PI კონტროლი). ==> სად b - პროპორციულობის კოეფიციენტი (კონკრეტულ შემთხვევაში b = კონსტ).

როგორც წესი, PI კონტროლი გამოიყენება კონტროლის (რეგულირების) სიზუსტის გასაუმჯობესებლად.

თუ საკონტროლო განყოფილება წარმოქმნის გამომავალ სიგნალს ε1(t), შეცდომის ε(t) და მისი წარმოებულის პროპორციულად, მაშინ ეს რეჟიმი ე.წ. პროპორციულად დიფერენცირებადი (PD კონტროლი): ==>

როგორც წესი, PD კონტროლის გამოყენება ზრდის ACS-ის მუშაობას

თუ საკონტროლო განყოფილება წარმოქმნის გამომავალ სიგნალს ε1(t), შეცდომის პროპორციული ε(t), მისი წარმოებული და შეცდომის ინტეგრალი ==> , მაშინ ამ რეჟიმს ეძახიან, შემდეგ ამ საკონტროლო რეჟიმს ეძახიან პროპორციულ-ინტეგრალურ-დიფერენცირებადი მართვის რეჟიმი (PID კონტროლი).

PID კონტროლი ხშირად საშუალებას გაძლევთ უზრუნველყოთ "კარგი" კონტროლის სიზუსტე "კარგი" სიჩქარით

1.4. ავტომატური მართვის სისტემების კლასიფიკაცია

1.4.1. კლასიფიკაცია მათემატიკური აღწერილობის ტიპის მიხედვით

მათემატიკური აღწერის ტიპის მიხედვით (დინამიკის და სტატიკის განტოლებები), ავტომატური მართვის სისტემები (ACS) იყოფა: ხაზოვანი и არაწრფივი სისტემები (თვითმავალი იარაღი ან SAR).

თითოეული „ქვეკლასი“ (წრფივი და არაწრფივი) იყოფა რამდენიმე „ქვეკლასად“. მაგალითად, ხაზოვან თვითმავალ იარაღს (SAP) აქვს განსხვავებები მათემატიკური აღწერილობის ტიპში.
ვინაიდან ეს სემესტრი განიხილავს მხოლოდ ხაზოვანი ავტომატური მართვის (რეგულირების) სისტემების დინამიურ თვისებებს, ქვემოთ წარმოგიდგენთ კლასიფიკაციას მათემატიკური აღწერილობის ტიპის მიხედვით ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემებისთვის (ACS):

1) ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემები, რომლებიც აღწერილია შეყვანა-გამომავალი ცვლადებში ჩვეულებრივი დიფერენციალური განტოლებით (ODE) მუდმივი კოეფიციენტები:

სადაც x (t) - შეყვანის გავლენა; y (t) - გამომავალი გავლენა (რეგულირებადი მნიშვნელობა).

თუ გამოვიყენებთ ხაზოვანი ODE-ს ჩაწერის ოპერატორის („კომპაქტურ“) ფორმას, მაშინ განტოლება (1.4.1) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი სახით:

სად, p = d/dt - დიფერენციაციის ოპერატორი; L(p), N(p) არის შესაბამისი წრფივი დიფერენციალური ოპერატორები, რომლებიც უდრის:

2) ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემები აღწერილი წრფივი ჩვეულებრივი დიფერენციალური განტოლებებით (ODE). ცვლადები (დროში) კოეფიციენტები:

ზოგადად, ასეთი სისტემები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც არაწრფივი ავტომატური მართვის სისტემები (NSA).

3) ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემები, რომლებიც აღწერილია წრფივი სხვაობის განტოლებებით:

სადაც ვ (…) – არგუმენტების წრფივი ფუნქცია; k = 1, 2, 3… - მთელი რიცხვები; Δt – კვანტიზაციის ინტერვალი (სინჯირების ინტერვალი).

განტოლება (1.4.4) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს "კომპაქტური" აღნიშვნით:

როგორც წესი, ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემების (ACS) ეს აღწერა გამოიყენება ციფრული მართვის სისტემებში (კომპიუტერის გამოყენებით).

4) ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემები დაგვიანებით:

სადაც L(p), N(p) — ხაზოვანი დიფერენციალური ოპერატორები; τ - დაგვიანების დრო ან შეფერხების მუდმივი.

თუ ოპერატორები L(p) и N(p) დეგენერატი (L(p) = 1; N(p) = 1), შემდეგ განტოლება (1.4.6) შეესაბამება იდეალური დაყოვნების ბმულის დინამიკის მათემატიკურ აღწერას:

და მისი თვისებების გრაფიკული ილუსტრაცია ნაჩვენებია ნახ. 1.4.1

ბრინჯი. 1.4.1 — იდეალური დაყოვნების ბმულის შეყვანისა და გამომავალი გრაფიკები

5) ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემები აღწერილი წრფივი დიფერენციალური განტოლებებით ნაწილობრივი წარმოებულები. ასეთ თვითმავალ იარაღს ხშირად უწოდებენ განაწილებული კონტროლის სისტემები. ==> ასეთი აღწერილობის "აბსტრაქტული" მაგალითი:

განტოლებათა სისტემა (1.4.7) აღწერს წრფივად განაწილებული ავტომატური მართვის სისტემის დინამიკას, ე.ი. კონტროლირებადი რაოდენობა დამოკიდებულია არა მხოლოდ დროზე, არამედ ერთ სივრცულ კოორდინატზე.
თუ მართვის სისტემა არის „სივრცითი“ ობიექტი, მაშინ ==>

სადაც დამოკიდებულია რადიუსის ვექტორით განსაზღვრულ დროზე და სივრცულ კოორდინატებზე

6) აღწერილია თვითმავალი თოფები სისტემები ODE, ან განსხვავებების განტოლებათა სისტემები, ან ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლებების სისტემები ==> და ასე შემდეგ...

მსგავსი კლასიფიკაცია შეიძლება შემოთავაზებული იყოს არაწრფივი ავტომატური მართვის სისტემებისთვის (SAP)…

ხაზოვანი სისტემებისთვის შემდეგი მოთხოვნები დაკმაყოფილებულია:

• ACS-ის სტატიკური მახასიათებლების წრფივობა;
• დინამიკის განტოლების წრფივობა, ე.ი. ცვლადები შედის დინამიკის განტოლებაში მხოლოდ ხაზოვან კომბინაციაში.

სტატიკური მახასიათებელია გამომავალი შეყვანის გავლენის სიდიდეზე დამოკიდებულება სტაბილურ მდგომარეობაში (როდესაც ყველა გარდამავალი პროცესი მოკვდა).

წრფივი ჩვეულებრივი დიფერენციალური განტოლებებით აღწერილი სისტემებისთვის მუდმივი კოეფიციენტებით, სტატიკური მახასიათებელი მიიღება დინამიური განტოლებიდან (1.4.1) ყველა არასტაციონარული წევრის ნულზე დაყენებით ==>

ნახაზზე 1.4.2 ნაჩვენებია ავტომატური მართვის (რეგულირების) სისტემების წრფივი და არაწრფივი სტატიკური მახასიათებლების მაგალითები.

ბრინჯი. 1.4.2 - სტატიკური წრფივი და არაწრფივი მახასიათებლების მაგალითები

დროის წარმოებულების შემცველი ტერმინების არაწრფივობა დინამიურ განტოლებებში შეიძლება წარმოიშვას არაწრფივი მათემატიკური ოპერაციების გამოყენებისას (*, /, , , ცოდვა, ln და ა.შ.). მაგალითად, ზოგიერთი "აბსტრაქტული" თვითმავალი იარაღის დინამიკის განტოლების გათვალისწინებით

გაითვალისწინეთ, რომ ამ განტოლებაში, წრფივი სტატიკური მახასიათებლით განტოლების მარცხენა მხარეს არის მეორე და მესამე წევრი (დინამიური ტერმინები). არაწრფივი, შესაბამისად მსგავსი განტოლებით აღწერილი ACS არის არაწრფივი in დინამიური გეგმა.

1.4.2. კლასიფიკაცია გადაცემული სიგნალების ბუნების მიხედვით

გადაცემული სიგნალების ბუნებიდან გამომდინარე, ავტომატური მართვის (ან რეგულირების) სისტემები იყოფა:

• უწყვეტი სისტემები (უწყვეტი სისტემები);
• სარელეო სისტემები (სარელეო მოქმედების სისტემები);
• დისკრეტული მოქმედების სისტემები (პულსი და ციფრული).

სისტემა უწყვეტი მოქმედებას ეწოდება ისეთ ACS, რომლის თითოეულ ბმულში უწყვეტი შეყვანის სიგნალის ცვლილება დროთა განმავლობაში შეესაბამება უწყვეტს გამომავალი სიგნალის ცვლილება, ხოლო გამომავალი სიგნალის ცვლილების კანონი შეიძლება იყოს თვითნებური. იმისათვის, რომ თვითმავალი იარაღი იყოს უწყვეტი, აუცილებელია ყველა სტატიკური მახასიათებლები ბმულები უწყვეტი იყო.

ბრინჯი. 1.4.3 - უწყვეტი სისტემის მაგალითი

სისტემა რელე მოქმედებას ეწოდება ავტომატური კონტროლის სისტემა, რომელშიც მინიმუმ ერთ ბმულზე, შეყვანის მნიშვნელობის უწყვეტი ცვლილებით, გამომავალი მნიშვნელობა კონტროლის პროცესის ზოგიერთ მომენტში იცვლება "ნახტომი" შეყვანის სიგნალის მნიშვნელობიდან გამომდინარე. ასეთი რგოლის სტატიკური მახასიათებელი აქვს შესვენების წერტილები ან მოტეხილობა რღვევით.

ბრინჯი. 1.4.4 - სარელეო სტატიკური მახასიათებლების მაგალითები

სისტემა დისკრეტული მოქმედება არის სისტემა, რომელშიც მინიმუმ ერთ რგოლში, შეყვანის რაოდენობის უწყვეტი ცვლილებით, გამომავალი რაოდენობა აქვს ინდივიდუალური იმპულსების ტიპიჩნდება გარკვეული პერიოდის შემდეგ.

ბმულს, რომელიც გარდაქმნის უწყვეტ სიგნალს დისკრეტულ სიგნალად, ეწოდება პულსის ბმული. მსგავსი ტიპის გადაცემული სიგნალები გვხვდება ავტომატური მართვის სისტემაში კომპიუტერთან ან კონტროლერთან.

უწყვეტი შეყვანის სიგნალის პულსირებულ გამომავალ სიგნალად გადაქცევის ყველაზე ხშირად დანერგილი მეთოდები (ალგორითმები) არის:

• პულსის ამპლიტუდის მოდულაცია (PAM);
• პულსის სიგანის მოდულაცია (PWM).

ნახ. ნახაზი 1.4.5 წარმოდგენილია პულსის ამპლიტუდის მოდულაციის (PAM) ალგორითმის გრაფიკული ილუსტრაცია. ნახ. დროზე დამოკიდებულებაა წარმოდგენილი x (t) - სიგნალი შესასვლელთან იმპულსების განყოფილებაში. პულსის ბლოკის გამომავალი სიგნალი (ბმული) y (t) - მართკუთხა იმპულსების თანმიმდევრობა, რომლებიც გამოჩნდება მუდმივი კვანტიზაციის პერიოდი Δt (იხ. სურათის ქვედა ნაწილი). იმპულსების ხანგრძლივობა იგივეა და უდრის Δ. ბლოკის გამოსავალზე პულსის ამპლიტუდა პროპორციულია უწყვეტი სიგნალის x(t) შესაბამისი მნიშვნელობისა ამ ბლოკის შესასვლელში.

ბრინჯი. 1.4.5 — პულსის ამპლიტუდის მოდულაციის განხორციელება

პულსის მოდულაციის ეს მეთოდი ძალზე გავრცელებული იყო გასული საუკუნის 70-იან...80-იან წლებში ატომური ელექტროსადგურების კონტროლისა და დაცვის სისტემების (CPS) ელექტრონულ საზომ მოწყობილობებში.

ნახ. სურათი 1.4.6 გვიჩვენებს პულსის სიგანის მოდულაციის (PWM) ალგორითმის გრაფიკულ ილუსტრაციას. ნახ. 1.14 აჩვენებს დროზე დამოკიდებულებას x (t) - სიგნალი პულსის ბმულზე შესასვლელში. პულსის ბლოკის გამომავალი სიგნალი (ბმული) y (t) - მართკუთხა იმპულსების თანმიმდევრობა, რომელიც ჩნდება მუდმივი კვანტური პერიოდით Δt (იხ. სურ. 1.14 ქვედა). ყველა პულსის ამპლიტუდა ერთნაირია. პულსის ხანგრძლივობა Δt ბლოკის გამოსავალზე პროპორციულია უწყვეტი სიგნალის შესაბამისი მნიშვნელობისა x (t) პულსის ბლოკის შეყვანისას.

ბრინჯი. 1.4.6 — პულსის სიგანის მოდულაციის განხორციელება

პულსის მოდულაციის ეს მეთოდი ამჟამად ყველაზე გავრცელებულია ბირთვული ელექტროსადგურების (NPP) კონტროლისა და დაცვის სისტემების (CPS) და სხვა ტექნიკური სისტემების ACS მოწყობილობებში.

ამ ქვეგანყოფილების დასასრულს, უნდა აღინიშნოს, რომ თუ დამახასიათებელი დროის მუდმივებია თვითმავალი იარაღის სხვა ბმულებში (SAP) მნიშვნელოვნად მეტი Δt (მაგნიტუდის ბრძანებით), შემდეგ პულსის სისტემა შეიძლება ჩაითვალოს უწყვეტი ავტომატური მართვის სისტემა (გამოყენებისას ორივე AIM და PWM).

1.4.3. კლასიფიკაცია კონტროლის ბუნების მიხედვით

კონტროლის პროცესების ბუნებიდან გამომდინარე, ავტომატური მართვის სისტემები იყოფა შემდეგ ტიპებად:

• დეტერმინისტული ავტომატური მართვის სისტემები, რომლებშიც შემავალი სიგნალი შეიძლება ცალსახად იყოს დაკავშირებული გამომავალ სიგნალთან (და პირიქით);
• სტოქასტური ACS (სტატისტიკური, ალბათური), რომელშიც ACS „რეაგირებს“ მოცემულ შეყვანის სიგნალზე შემთხვევითი (სტოქასტური) გამომავალი სიგნალი.

გამომავალი სტოქასტური სიგნალი ხასიათდება:

• განაწილების კანონი;
• მათემატიკური მოლოდინი (საშუალო მნიშვნელობა);
• დისპერსია (სტანდარტული გადახრა).

კონტროლის პროცესის სტოქასტური ბუნება ჩვეულებრივ შეინიშნება არსებითად არაწრფივი ACS როგორც სტატიკური მახასიათებლების, ისე (თუნდაც უფრო მეტად) დინამიკური ტერმინების არაწრფივობის თვალსაზრისით დინამიკის განტოლებებში.

ბრინჯი. 1.4.7 — სტოქასტური ავტომატური მართვის სისტემის გამომავალი მნიშვნელობის განაწილება

კონტროლის სისტემების კლასიფიკაციის ზემოთ ჩამოთვლილი ძირითადი ტიპების გარდა, არსებობს სხვა კლასიფიკაციები. მაგალითად, კლასიფიკაცია შეიძლება განხორციელდეს კონტროლის მეთოდის მიხედვით და ეფუძნებოდეს გარე გარემოსთან ურთიერთქმედებას და ACS-ის ადაპტაციის შესაძლებლობას გარემოს პარამეტრების ცვლილებებთან. სისტემები იყოფა ორ დიდ კლასად:

1) ჩვეულებრივი (არათვითრეგულირებადი) მართვის სისტემები ადაპტაციის გარეშე; ეს სისტემები მიეკუთვნება უბრალოების კატეგორიას, რომლებიც არ ცვლიან თავიანთ სტრუქტურას მართვის პროცესში. ისინი ყველაზე განვითარებული და ფართოდ გამოიყენება. ჩვეულებრივი მართვის სისტემები იყოფა სამ ქვეკლასად: ღია მარყუჟის, დახურული მარყუჟის და კომბინირებული მართვის სისტემები.

2) თვითრეგულირებადი (ადაპტური) მართვის სისტემები. ამ სისტემებში, როდესაც იცვლება კონტროლირებადი ობიექტის გარე პირობები ან მახასიათებლები, საკონტროლო მოწყობილობის პარამეტრების ავტომატური (არა წინასწარ განსაზღვრული) ცვლილება ხდება საკონტროლო სისტემის კოეფიციენტების, საკონტროლო სისტემის სტრუქტურის ცვლილების ან თუნდაც ახალი ელემენტების დანერგვის გამო. .

კლასიფიკაციის კიდევ ერთი მაგალითი: იერარქიული საფუძვლის მიხედვით (ერთდონიანი, ორდონიანი, მრავალდონიანი).

გამოკითხვაში მონაწილეობა შეუძლიათ მხოლოდ დარეგისტრირებულ მომხმარებლებს. Შებრძანდითგთხოვთ

გააგრძელო ლექციების გამოქვეყნება UTS-ზე?

• 88,7%დიახ 118

• 7,5%No10

• 3,8%არ ვიცი 5

მისცა ხმა 133 მომხმარებელმა. 10 მომხმარებელმა თავი შეიკავა.

წყარო: www.habr.com