Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Ech publizĂ©ieren dat Ă©ischt Kapitel vu Virliesungen iwwer d'Theorie vun der automatescher Kontroll, duerno wĂ€ert Äert Liewen ni d'selwecht sinn.

Virliesungen iwwer de Cours "Management vun Technesche Systemer" gi vum Oleg Stepanovich Kozlov am Departement vun "Nuklearreaktoren a Kraaftwierker", Fakultéit fir "Power Mechanical Engineering" vun der MSTU. N.E. Baumann. Fir dat sinn ech him ganz dankbar.

DĂ«s VirtrĂ€g gi just virbereet fir a Buchform ze publizĂ©ieren, a well et TAU ​​Spezialisten, Studenten an dĂ©i, dĂ©i einfach fir de Sujet interessĂ©iert sinn, all Kritik wĂ«llkomm sinn.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

1. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

1.1. Ziler, Prinzipien vun der Gestioun, Aarte vu Management Systemer, Basis Definitiounen, Beispiller

D'Entwécklung an d'Verbesserung vun der industrieller Produktioun (Energie, Transport, Mechanesch Ingenieur, Raumfaarttechnologie, asw.) erfuerdert eng kontinuéierlech Erhéijung vun der Produktivitéit vu Maschinnen an Unitéiten, d'Produktqualitéit verbesseren, d'KÀschte reduzéieren a virun allem an der Nuklearenergie eng staark Erhéijung vun Sécherheet (nuklear, Stralung, etc.) .d.) Operatioun vun Atomkraaftwierker an nuklear Installatiounen.

D'Ëmsetze vun de gesaten Ziler ass onmĂ©iglech ouni d'AfĂ©ierung vu modernen Kontrollsystemer, dorĂ«nner automatisĂ©iert (mat der Participatioun vum mĂ«nschleche Bedreiwer) an automatesch (ouni d'Participatioun vum mĂ«nschleche Bedreiwer) Kontrollsystemer (CS).

Definitioun: Management ass eng Organisatioun vun engem bestëmmten technologesche Prozess deen d'Erreeche vun engem bestëmmte Zil garantéiert.

Kontroll Theorie ass eng Branche vun der moderner Wëssenschaft an Technologie. Et baséiert (baséiert) op béid fundamental (allgemeng wëssenschaftlech) Disziplinnen (zum Beispill Mathematik, Physik, Chimie, etc.) an ugewandte Disziplinnen (Elektronik, Mikroprozessortechnologie, Programméierung, asw.).

All Kontrollprozess (automatesch) besteet aus de folgenden Haaptstadien (Elementer):

  • Informatiounen iwwert d'Kontroll Aufgab ze krĂ©ien;
  • Erhalen Informatiounen iwwert d'Resultat vun Gestioun;
  • Analyse vun kritt Informatiounen;
  • Ëmsetzung vun der Entscheedung (Auswierkunge op de Kontrollobjekt).

Fir de Management Prozess ëmzesetzen, muss de Management System (CS) hunn:

  • Informatiounsquellen iwwer d'Gestiounsaufgab;
  • Informatiounsquellen iwwer Kontrollresultater (verschidde Sensoren, MessgerĂ€ter, Detektoren, asw.);
  • Apparater fir d'Analyse vun der kritt Informatioun an d'EntwĂ©cklung vu LĂ©isungen;
  • Aktuatoren, dĂ©i op de Kontrollobjekt handelen, enthalen: RegulĂ©ierer, Motoren, VerstĂ€erkungs-KonvertĂ©ierungsgerĂ€ter, asw.

Definitioun: Wann de Kontrollsystem (CS) all déi uewe genannten Deeler enthÀlt, ass et zou.

Definitioun: Kontroll vun engem techneschen Objet mat Informatioun iwwer Kontrollresultater gëtt de Feedback Prinzip genannt.

Schematesch kann esou e Kontrollsystem vertruede sinn wéi:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.1.1 - Struktur vum Kontrollsystem (MS)

Wann de Kontrollsystem (CS) e Blockdiagramm huet, d'Form vun deem entsprécht der Fig. 1.1.1, a funktionéiert (schafft) ouni mënschlech (Bedreiwer) Participatioun, da gëtt et genannt Automatesch Kontrollsystem (ACS).

Wann de Kontrollsystem mat der Participatioun vun enger Persoun (Bedreiwer) funktionnéiert, da gëtt et genannt automatiséiert Kontroll System.

Wann d'Kontroll e bestĂ«mmte Gesetz vun der Ännerung vun engem Objet an der ZĂ€it ubitt, onofhĂ€ngeg vun de Resultater vun der Kontroll, da gĂ«tt dĂ«s Kontroll an enger oppener Loop duerchgefouert, an d'Kontroll selwer gĂ«tt genannt Programm kontrollĂ©iert.

Open-Loop Systemer enthalen industriell Maschinnen (Fërderlinnen, Rotary Linnen, etc.), Computer numeresch Kontroll (CNC) Maschinnen: kuckt Beispill an Fig. 1.1.2.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Fig.1.1.2 - Beispill vun Programm Kontroll

De MeeschtergerÀt kann zum Beispill e "Copier" sinn.

Well an dësem Beispill keng Sensoren (Miessungen) sinn, déi den Deel deen hiergestallt gëtt, iwwerwaachen, wann zum Beispill de Cutter falsch installéiert ass oder gebrach ass, da kann de festgeluechte Zil (Produktioun vum Deel) net erreecht ginn (realiséiert). Typesch, a Systemer vun dësem Typ ass d'Ausgangskontroll erfuerderlech, déi nëmmen d'OfwÀichung vun den Dimensiounen a Form vum Deel vum gewënschten Deel notéiert.

Automatesch Kontrollsystemer ginn an 3 Typen opgedeelt:

  • automatesch Kontroll Systemer (ACS);
  • automatesch Kontroll Systemer (ACS);
  • Tracking Systemer (SS).

SAR an SS sinn ËnnersĂ€tz vu SPG ==> AfĂ©ierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer.

Definitioun: En automatesche Kontrollsystem, deen d'Konstanz vun all kierperlecher Quantitéit (Grupp vu Quantitéiten) am Kontrollobjekt garantéiert, gëtt en automatesche Kontrollsystem (ACS) genannt.

Automatesch Kontrollsystemer (ACS) sinn déi allgemeng Aart vun automatesche Kontrollsystemer.

Den Ă©ischten automateschen RegulĂ©ierer vun der Welt (18. Joerhonnert) ass de Watt RegulĂ©ierer. DĂ«se Schema (kuckt Fig. 1.1.3) gouf vum Watt an England Ă«mgesat fir eng konstant Rotatiounsgeschwindegkeet vum Rad vun enger Dampmaschinn z'erhalen an deementspriechend eng konstante Rotatiounsgeschwindegkeet (Bewegung) vun der Transmissiounsroll (GĂŒrtel) z'erhalen. ).

An dësem Schema sensibel Elementer (Miesssensoren) sinn "Gewiichter" (Kugel). "Gewichte" (Kugel) "zwéngen" och de Rockerarm an dann de Ventil fir ze beweegen. Dofir kann dëse System als en direkten Kontrollsystem klasséiert ginn, an de Reguléierer kann als klasséiert ginn direkt handele regulator, well et glÀichzÀiteg d'Funktioune vun engem "Meter" an engem "Regulator" mécht.

An direkt handele reegler zousÀtzlech Quell keng Energie ass erfuerderlech fir de Regulateur ze bewegen.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.1.3 - Watt automatesch regulator Circuit

Indirekt Kontrollsystemer erfuerderen d'PrÀsenz (Presenz) vun engem VerstÀrker (zum Beispill Kraaft), en zousÀtzleche Aktuator, deen zum Beispill en Elektromotor, Servomotor, hydraulesch Fuert, etc.

E Beispill vun engem automatesche Kontrollsystem (automatesche Kontrollsystem), am vollen SĂ«nn vun dĂ«ser Definitioun, ass e Kontrollsystem, deen de Start vun enger RakĂ©it an d'Ëmlafbunn garantĂ©iert, wou dĂ©i kontrollĂ©iert Variabel zum Beispill de WĂ©nkel tĂ«scht der RakĂ©it ka sinn. Achs an den Normal op d'Äerd ==> kuckt Fig. 1.1.4.a a Fig. 1.1.4.b

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.1.4(a)
Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.1.4 (b)

1.2. Struktur vu Kontrollsystemer: einfach a multidimensional Systemer

An der Theorie vum Technesche Systemmanagement ass all System normalerweis an eng Rei vu Linken opgedeelt, dĂ©i an Netzwierkstrukturen verbonne sinn. Am einfachsten Fall enthĂ€lt de System ee Link, den Input vun deem mat enger Inputaktioun (Input) geliwwert gĂ«tt, an d'Äntwert vum System (Output) gĂ«tt um Input kritt.

An der Theorie vum Technesche Systemmanagement ginn 2 Haaptmethoden benotzt fir d'Links vu Kontrollsystemer ze representéieren:

- an "Input-Output" Variabelen;

- a Staatsvariablen (fir méi Detailer, kuckt Abschnitter 6 ... 7).

Representatioun an Input-Output Variablen gëtt normalerweis benotzt fir relativ einfach Systemer ze beschreiwen, déi een "Input" hunn (eng Kontrollaktioun) an eng "Output" (eng kontrolléiert Variabel, kuckt Figur 1.2.1).

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.2.1 - Schematesch Representatioun vun engem einfache Kontrollsystem

Typesch gëtt dës Beschreiwung fir technesch einfach automatesch Kontrollsystemer (automatesch Kontrollsystemer) benotzt.

Kuerzem, Representatioun am Staat VerÀnnerlechen verbreet ginn, virun allem fir technesch komplex Systemer, dorënner multidimensional automatesch Kontroll Systemer. An Fig. 1.2.2 weist eng schematesch Representatioun vun engem multidimensional automatesch Kontroll System, wou u1(t)...um(t) - Kontrollaktiounen (Kontrollvektor), y1(t)
yp(t) - verstellbare Parameteren vum ACS (Ausgangsvektor).

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.2.2 - Schematesch Representatioun vun engem multidimensionalen Kontrollsystem

Loosst eis méi detailléiert d'Struktur vun der ACS betruechten, representéiert an den "Input-Output" Variablen an huet een Input (Input oder Master, oder Kontrollaktioun) an eng Output (Output Aktioun oder kontrolléiert (oder justierbar) Variabel).

Loosst eis dovun ausgoen, datt de Blockdiagramm vun esou engem ACS aus enger bestëmmter Unzuel vun Elementer (Links) besteet. Andeems Dir d'Links no dem funktionnelle Prinzip gruppéiere kann (wat d'Links maachen), kann de Strukturdiagram vun der ACS op déi folgend typesch Form reduzéiert ginn:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.2.3 - Blockdiagramm vum automatesche Kontrollsystem

Symbol Δ(t) oder variabel Δ(t) weist de MëssverstÀndnis (Feeler) un der Ausgang vum VerglÀichsapparat un, deen am Modus vu béiden einfache komparativen arithmeteschen Operatiounen (meeschtens Subtraktioun, manner dacks Zousatz) a méi komplexe Comparativ Operatiounen (Prozeduren) "operéiere" kann.

zënter y1(t) = y(t)*k1wou k1 ass de Gewënn, dann ==>
Δ(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

D'Aufgab vum Kontrollsystem ass (wann et stabil ass) ze "schaffen" fir de MĂ«ssverstĂ€ndnis (Feeler) ze eliminĂ©ieren. Δ(t), d.h. ==> Δ(t) → 0.

Et sollt bemierkt datt de Kontrollsystem vu béiden externen Aflëss (Kontrollen, Stéierend, Interferenz) an intern Interferenz betraff ass. Interferenz ënnerscheet sech vum Impakt duerch d'Stochastizitéit (ZoufÀllegkeet) vu senger Existenz, wÀhrend den Impakt bal ëmmer deterministesch ass.

Fir d'Kontroll ze designéieren (Astellungsaktioun) wÀerte mir entweder benotzen x (t), oder u(t).

1.3. Basis Gesetzer vun Kontroll

Wa mir op déi lescht Figur zréckkommen (Blockdiagramm vun der ACS an der Fig. 1.2.3), dann ass et néideg fir d'Roll vun der VerstÀerkung-Konvertéierungsapparat ze "entschlësselen" (wat fir eng Funktiounen et mécht).

Wann den Amplifikatioun-Konvertéierungsapparat (ACD) nëmmen de Mëssmatch Signal Δ(t) verbessert (oder dÀmpt), nÀmlech: Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemerwou Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer- Proportionalitéitskoeffizient (am bestëmmte Fall Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer = Const), da gëtt esou e Kontrollmodus vun engem zougemaachen automatesche Kontrollsystem e Modus genannt proportional Kontroll (P-Kontroll).

Wann d'Kontroll Eenheet en Ausgangssignal Δ1(t) generéiert, proportional zum Feeler Δ(t) an den Integral vun Δ(t), d.h. Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer, da gëtt dëse Kontrollmodus genannt proportional-integréieren (PI Kontroll). ==> Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemerwou b - Proportionalitéitskoeffizient (am bestëmmte Fall b = Konst).

Typesch gëtt PI Kontroll benotzt fir d'Kontroll (Reguléierung) Genauegkeet ze verbesseren.

Wann d'Kontrolleenheet en Ausgangssignal Δ1(t) generéiert, proportional zum Feeler Δ(t) a seng Derivat, dann gëtt dëse Modus genannt proportional differenzéiert (PD Kontroll): ==> Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Typesch erhéicht d'Benotzung vun der PD Kontroll d'Performance vun der ACS

Wann d'Kontroll Eenheet en Ausgangssignal Δ1(t) generéiert, proportional zum Feeler Δ(t), seng Derivat, an den Integral vum Feeler ==> Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer, da gëtt dëse Modus genannt dann gëtt dëse Kontrollmodus genannt proportional-integral-differenzéiert Kontroll Modus (PID Kontroll).

PID Kontroll erlaabt Iech dacks "gutt" Kontroll Genauegkeet mat "gutt" Vitesse ze bidden

1.4. Klassifikatioun vun automatesch Kontroll Systemer

1.4.1. Klassifikatioun no Typ vun mathematesch Beschreiwung

Baséierend op der Aart vun der mathematescher Beschreiwung (Equatioune vun der Dynamik a Statik), ginn automatesch Kontrollsystemer (ACS) opgedeelt an linear О net-linear Systemer (Selbstfahrend Waffen oder SAR).

All "Ënnerklass" (linear an netlinear) ass an eng Zuel vun "Ënnerklassen" opgedeelt. Zum Beispill, linear Self-propelled Waffen (SAP) hunn Ënnerscheeder an der Aart vun mathematesch Beschreiwung.
Zënter dësem Semester wÀert déi dynamesch Eegeschafte vun nëmmen linear automatesch Kontroll (Reguléierung) Systemer betruecht, ënnendrënner gi mir eng Klassifikatioun no der Zort vun mathematesch Beschreiwung fir linear automatesch Kontroll Systemer (ACS):

1) Linear automatesch Kontrollsystemer an Input-Output Variablen beschriwwen duerch ordinÀr Differentialgleichungen (ODE) mat permanent Koeffizienten:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

wou x (t) - Input Afloss; y (t) - Ausgangsafloss (justierbare WĂ€ert).

Wa mir d'Bedreiwer ("kompakt") Form benotze fir eng linear ODE ze schreiwen, da kann d'Equatioun (1.4.1) an der folgender Form vertruede sinn:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

wou, p = d/dt - Differenzéierungsoperateur; L(p), N(p) sinn déi entspriechend linear Differentialoperateuren, déi glÀich sinn:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

2) Linearschrëft automatesch Kontroll Systemer vun linear gewéinlech differentiell Equatioune beschriwwen (ODE) mat VerÀnnerlechen (an ZÀit) Koeffizienten:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Am allgemenge Fall kënnen esou Systemer als net-linear automatesch Kontrollsystemer (SAP) klasséiert ginn.

3) Linear automatesch Kontrollsystemer duerch linear Differenzgleichungen beschriwwen:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

wou f(...) - linear Funktioun vun Argumenter; k = 1, 2, 3... - Ganzen Zuelen; Δt - QuantisĂ©ierungsintervall (Samplingintervall).

Equatioun (1.4.4) kann an enger "kompakter" Notatioun duergestallt ginn:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Typesch gëtt dës Beschreiwung vu linear automatesche Kontrollsystemer (ACS) an digitale Kontrollsystemer benotzt (mat engem Computer).

4) Linear automatesch Kontrollsystemer mat Verzögerung:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

wou L(p), N(p) - linear Differentialoperateuren; τ - Lag ZĂ€it oder Lag konstant.

Wann d'Bedreiwer L(p) О N(p) degeneréieren (L(p) = 1; N(p) = 1), dann entsprécht Equatioun (1.4.6) der mathematesch Beschreiwung vun der Dynamik vum idealen Verzögerungslink:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

an eng grafesch Illustratioun vu sengen Eegeschafte gëtt an der Fig. 1.4.1

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.1 - Grafike vum Input an Output vum ideale Verzögerungslink

5) Linear automatesch Kontroll Systemer vun linear Differential Equatioune beschriwwen an partiell Derivate. Esou Self-propelled Waffen sinn oft genannt verdeelt Kontrollsystemer. ==> En "abstrakt" Beispill vun esou enger Beschreiwung:

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

System vun Equatioune (1.4.7) beschreift d'Dynamik vun engem linear verdeelt automatesch Kontroll System, d.h. déi kontrolléiert Quantitéit hÀnkt net nëmmen vun der ZÀit of, awer och vun enger raimlecher Koordinat.
Wann de Kontrollsystem e "raimlechen" Objet ass, dann ==>

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

wou Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer hÀnkt vun der ZÀit a raimleche Koordinaten of, déi vum Radiusvektor bestëmmt ginn Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

6) Self-propelled Waffen beschriwwen Systemer ODEs, oder Systemer vun Differenzgleichungen, oder Systemer vun partiell Differentialgleichungen ==> a sou weider ...

Eng Àhnlech Klassifikatioun ka proposéiert ginn fir net-linear automatesch Kontrollsystemer (SAP) ...

Fir linear Systemer sinn déi folgend Ufuerderunge erfëllt:

  • LinearitĂ©it vun de statesche Charakteristiken vum ACS;
  • LinearitĂ©it vun der Dynamik Equatioun, d.h. VerĂ€nnerlechen sinn an der Dynamik Equatioun abegraff nĂ«mmen an linear Kombinatioun.

Déi statesch Charakteristik ass d'OfhÀngegkeet vum Ausgang op der Gréisst vum Input Afloss am stÀnnegen Zoustand (wann all transient Prozesser ausgestuerwen sinn).

Fir Systemer beschriwwen duerch linear ordinÀr Differentialgleichungen mat konstante Koeffizienten, gëtt déi statesch Charakteristik vun der dynamescher Equatioun (1.4.1) kritt andeems all net-stationÀr Begrëffer op Null gesat ginn ==>

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Figur 1.4.2 weist Beispiller vun linear an net-linear statesch Charakteristiken vun automatesch Kontroll (Regulatioun) Systemer.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.2 - Beispiller vun statesch linear an net-linear Charakteristiken

Nonlinearitéit vu Begrëffer, déi ZÀitderivative an dynamesche Equatiounen enthalen, kënne entstoen wann Dir net-linear mathematesch Operatiounen benotzt (*, /, Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer, Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer, sin, ln, etc.). Zum Beispill, berécksiichtegt d'Dynamik Equatioun vun e puer "abstrakt" Self-propelled Pistoul

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer

Bedenkt datt an dëser Equatioun, mat enger linearer statesch Charakteristik Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer déi zweet an drëtt Begrëffer (dynamesch Begrëffer) op der lénker SÀit vun der Equatioun sinn net-linear, Dofir ass den ACS beschriwwen duerch eng Àhnlech Equatioun net-linear an dynamesch plangen.

1.4.2. Klassifikatioun no der Natur vun den iwwerdroe Signaler

Baséierend op der Natur vun den iwwerdroe Signaler, automatesch Kontroll (oder Regulatioun) Systemer sinn ënnerdeelt an:

  • kontinuĂ©ierlech Systemer (kontinuĂ©ierlech Systemer);
  • Relaissystemer (Relaisaktiounssystemer);
  • diskret Aktioun Systemer (Puls an digital).

System kontinuĂ©ierlech Aktioun ass sou eng ACS genannt, an all vun de Linken vun deem kontinuĂ©ierlech Ännerung am Input Signal iwwer ZĂ€it entsprĂ©cht kontinuĂ©ierlech Ännerung am Ausgangssignal, wĂ€hrend d'Gesetz vun der Ännerung vum Ausgangssignal arbitrĂ€r ka sinn. Fir d ' selbstfahrenden pistoul kontinuĂ©ierlech, ass et nĂ©ideg, datt d' statesch eegeschafte vun all Links waren kontinuĂ©ierlech.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.3 - Beispill vun engem kontinuéierleche System

System relais D'Aktioun gĂ«tt en automatesche Kontrollsystem genannt, an deem op d'mannst an engem Link, mat enger kontinuĂ©ierlecher Ännerung vum InputwĂ€ert, den AusgangswĂ€ert an e puer Momenter vum Kontrollprozess Ă€nnert "Sprangen" ofhĂ€ngeg vum WĂ€ert vum Input Signal. DĂ©i statesch Charakteristik vun esou engem Link huet Paus Punkten oder Fraktur mat Broch.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.4 - Beispiller vun Relais statesch Charakteristiken

System diskret Aktioun ass e System an deem op d'mannst an engem Link, mat enger kontinuĂ©ierlecher Ännerung vun der Input QuantitĂ©it, d'AusgangsQuantitĂ©it huet Typ vun individuellen Impulser, erschĂ©ngt no enger gewĂ«sser ZĂ€it.

De Link deen e kontinuéierleche Signal an en diskret Signal konvertéiert gëtt e Pulslink genannt. Eng Àhnlech Aart vu iwwerdroe Signaler geschitt an engem automatesche Kontrollsystem mat engem Computer oder Controller.

Déi meescht allgemeng implementéiert Methoden (Algorithmen) fir e kontinuéierlechen Input Signal an e pulséiert Ausgangssignal ëmzewandelen sinn:

  • Puls Amplitude Modulatioun (PAM);
  • Puls Breet Modulation (PWM).

An Fig. Figur 1.4.5 stellt eng grafesch Illustratioun vun der Pulsatiounsperiod Amplitude Modulatioun (PAM) Algorithmus. Am Top vun der Fig. ZĂ€it OfhĂ€ngegkeet presentĂ©iert x (t) - Signal bei der EntrĂ©e an den Impulsabschnitt. Ausgangssignal vum Pulsblock (Link) y (t) - eng Sequenz vu vĂ©iereckege Impulser erschĂ©ngt mat permanent quantization Period Δt (kuckt Ă«nneschten Deel vun der Figur). D'Dauer vun de Impulser ass d'selwecht a glĂ€ich wĂ©i Δ. D'Pulsamplitude um Ausgang vum Block ass proportional zum entspriechende WĂ€ert vum kontinuĂ©ierleche Signal x(t) um Input vun dĂ«sem Block.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.5 - Ëmsetzung vun der Pulsamplitudemodulatioun

DĂ«s Method vun der Pulsmodulatioun war ganz heefeg an der elektronescher MessausrĂŒstung vu Kontroll- a Schutzsystemer (CPS) vun Atomkraaftwierker (NPP) an de 70er ... 80er vum leschte Joerhonnert.

An Fig. Figur 1.4.6 weist eng grafesch Illustratioun vun der Pulsatiounsperiod Breet Modulation (PWM) Algorithmus. Am Top vun der Fig. 1.14 weist d'ZĂ€itofhĂ€ngegkeet x (t) - Signal op den Input zum Pulslink. Ausgangssignal vum Pulsblock (Link) y (t) - eng Sequenz vu vĂ©iereckege Impulser dĂ©i mat enger konstanter QuantisĂ©ierungsperiod erschĂ©ngen Δt (kuckt Ă«nnen vun der Fig. 1.14). D'Amplitude vun all Impulser ass d'selwecht. Puls Dauer Δt beim Ausgang vum Block ass proportional zum entspriechende WĂ€ert vum kontinuĂ©ierleche Signal x (t) am Input vum Pulsblock.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.6 - Ëmsetzung vun Pulsatiounsperiod Breet Modulation

DĂ«s Method vun der Pulsmodulatioun ass am Moment am meeschte verbreet an elektroneschen MessausrĂŒstung vu Kontroll- a Schutzsystemer (CPS) vun Atomkraaftwierker (NPP) an ACS vun aneren technesche Systemer.

OfschlĂ©issend dĂ«ser Ënnersektioun, sollt et bemierkt ginn datt wann d'charakteristesch ZĂ€itkonstanten an anere Linke vun der selbstfahrenden Waffen (SAP) dĂ€itlech mĂ©i Δt (no GrĂ©isstenuerdnung), dann de Pulssystem kann als kontinuĂ©ierlech automatesch Kontrollsystem ugesi ginn (wann Dir benotzt souwuel AIM wĂ©i PWM).

1.4.3. Klassifikatioun no der Natur vun der Kontroll

Baséierend op der Natur vun Kontroll Prozesser, automatesch Kontroll Systemer sinn an déi folgend Zorte ënnerdeelt:

  • deterministesch automatesch Kontrollsystemer, an deenen den Input Signal eendeiteg mat dem Ausgangssignal verbonne ka ginn (a vice-versa);
  • stochastesch ACS (statistesch, probabilistesch), an deem den ACS op e bestĂ«mmten Input Signal "reagĂ©iert" zoufĂ€lleg (stochastic) Ausgangssignal.

Den Output stochastesche Signal ass charakteriséiert duerch:

  • Gesetz vun Verdeelung;
  • mathematesch Erwaardung (DuerchschnĂ«ttswĂ€ert);
  • Dispersioun (Standardabweichung).

Déi stochastesch Natur vum Kontrollprozess gëtt normalerweis an wesentlech net-linear ACS souwuel aus der Siicht vun de statesche Charakteristiken, wéi och aus der Siicht (och a gréisserem Ausmooss) vun der Netlinearitéit vun den dynamesche Begrëffer an den Dynamikgleichungen.

Aféierung an d'Theorie vun automatesch Kontroll. Basis Konzepter vun der Theorie vun Kontroll vun technesch Systemer
Reis. 1.4.7 - Verdeelung vum AusgangswÀert vun engem stochastesche automatesche Kontrollsystem

ZousĂ€tzlech zu den uewe genannten Haaptarten vu Klassifikatioun vu Kontrollsystemer ginn et aner Klassifikatiounen. Zum Beispill kann d'Klassifikatioun no der Kontrollmethod duerchgefouert ginn a basĂ©iert op Interaktioun mat der externer Ëmwelt an der FĂ€egkeet fir den ACS un Ännerungen an Ëmweltparameter unzepassen. Systemer sinn an zwou grouss Klassen Ă«nnerdeelt:

1) GewĂ©inlech (net selbstjustĂ©ierend) Kontrollsystemer ouni Adaptatioun; DĂ«s Systemer gehĂ©ieren zu der Kategorie vun einfachen, dĂ©i hir Struktur net wĂ€hrend dem Gestiounsprozess Ă€nneren. Si sinn am meeschte entwĂ©ckelt a wĂ€it benotzt. Normal Kontrollsystemer ginn an drĂ€i Ënnerklassen opgedeelt: Open-Loop, Close-Loop a kombinĂ©iert Kontrollsystemer.

2) SelbstjustĂ©ierend (adaptiv) Kontrollsystemer. An dĂ«se Systemer, wann extern Konditiounen oder Charakteristiken vum kontrollĂ©ierten Objet Ă€nneren, geschitt eng automatesch (net virbestĂ«mmten) Ännerung vun de Parameteren vum Kontrollapparat wĂ©inst Ännerungen an de Kontrollsystemkoeffizienten, Kontrollsystemstruktur oder souguer d'AfĂ©ierung vun neien Elementer .

En anert Beispill vun der Klassifikatioun: no enger hierarchescher Basis (een-Niveau, zwee-Niveau, Multi-Niveau).

NĂ«mme registrĂ©iert Benotzer kĂ«nnen un der Ëmfro deelhuelen. Umellen, wann ech glift.

Weiderliesen op UTS publizéieren?

  • 88,7%jo118

  • 7,5%Nee10

  • 3,8%Ech weess net 5

133 Benotzer hunn gestëmmt. 10 Benotzer hu sech enthalen.

Source: will.com

Kaaft zouverlĂ€sseg Hosting fir Site mat DDoS Schutz, VPS VDS Server đŸ”„ Kaaft zouverlĂ©issegt WebsĂ€ithosting mat DDoS-Schutz, VPS VDS Server | ProHoster