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

Ech publizéieren dat éischt Kapitel vu Virliesungen iwwer d'Theorie vun der automatescher Kontroll, duerno wäert 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.

Dës Virträg gi just virbereet fir a Buchform ze publizéieren, a well et TAU ​​Spezialisten, Studenten an déi, déi einfach fir de Sujet interesséiert sinn, all Kritik wëllkomm 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'Käschte 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 onméiglech ouni d'Aféierung vu modernen Kontrollsystemer, dorënner automatiséiert (mat der Participatioun vum mënschleche Bedreiwer) an automatesch (ouni d'Participatioun vum mënschleche 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 kréien;
  • 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, Messgeräter, Detektoren, asw.);
  • Apparater fir d'Analyse vun der kritt Informatioun an d'Entwécklung vu Léisungen;
  • Aktuatoren, déi op de Kontrollobjekt handelen, enthalen: Reguléierer, Motoren, Verstäerkungs-Konvertéierungsgeräter, asw.

Definitioun: Wann de Kontrollsystem (CS) all déi uewe genannten Deeler enthält, 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 bestëmmte Gesetz vun der Ännerung vun engem Objet an der Zäit ubitt, onofhängeg vun de Resultater vun der Kontroll, da gëtt dës Kontroll an enger oppener Loop duerchgefouert, an d'Kontroll selwer gëtt genannt Programm kontrolléiert.

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 Meeschtergerät 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'Ofwäichung 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 Ënnersätz vu SPG ==> Aféierung 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 éischten automateschen Reguléierer vun der Welt (18. Joerhonnert) ass de Watt Reguléierer. Dëse Schema (kuckt Fig. 1.1.3) gouf vum Watt an England ëmgesat fir eng konstant Rotatiounsgeschwindegkeet vum Rad vun enger Dampmaschinn z'erhalen an deementspriechend eng konstante Rotatiounsgeschwindegkeet (Bewegung) vun der Transmissiounsroll (Gürtel) 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 gläichzäiteg d'Funktioune vun engem "Meter" an engem "Regulator" mécht.

An direkt handele reegler zousätzlech 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'Präsenz (Presenz) vun engem Verstärker (zum Beispill Kraaft), en zousätzleche Aktuator, deen zum Beispill en Elektromotor, Servomotor, hydraulesch Fuert, etc.

E Beispill vun engem automatesche Kontrollsystem (automatesche Kontrollsystem), am vollen Sënn vun dëser Definitioun, ass e Kontrollsystem, deen de Start vun enger Rakéit an d'Ëmlafbunn garantéiert, wou déi kontrolléiert Variabel zum Beispill de Wénkel tëscht der Rakéit 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, déi an Netzwierkstrukturen verbonne sinn. Am einfachsten Fall enthält de System ee Link, den Input vun deem mat enger Inputaktioun (Input) geliwwert gëtt, an d'Äntwert vum System (Output) gëtt 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 Verännerlechen 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 ε(t) oder variabel ε(t) weist de Mëssverständnis (Feeler) un der Ausgang vum Vergläichsapparat 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 ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

D'Aufgab vum Kontrollsystem ass (wann et stabil ass) ze "schaffen" fir de Mëssverständnis (Feeler) ze eliminéieren. ε(t), d.h. ==> ε(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 (Zoufällegkeet) vu senger Existenz, während den Impakt bal ëmmer deterministesch ass.

Fir d'Kontroll ze designéieren (Astellungsaktioun) wäerte 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 Verstäerkung-Konvertéierungsapparat ze "entschlësselen" (wat fir eng Funktiounen et mécht).

Wann den Amplifikatioun-Konvertéierungsapparat (ACD) nëmmen de Mëssmatch Signal ε(t) verbessert (oder dämpt), nämlech: 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 ε1(t) generéiert, proportional zum Feeler ε(t) an den Integral vun ε(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 ε1(t) generéiert, proportional zum Feeler ε(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 ε1(t) generéiert, proportional zum Feeler ε(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 и 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 wäert 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 ordinär 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 Wäert).

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 gläich 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 Verännerlechen (an Zäit) 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 - Quantiséierungsintervall (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 Zäit oder Lag konstant.

Wann d'Bedreiwer L(p) и 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 hänkt net nëmmen vun der Zäit 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 hänkt vun der Zäit 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 ähnlech Klassifikatioun ka proposéiert ginn fir net-linear automatesch Kontrollsystemer (SAP) ...

Fir linear Systemer sinn déi folgend Ufuerderunge erfëllt:

  • Linearitéit vun de statesche Charakteristiken vum ACS;
  • Linearitéit vun der Dynamik Equatioun, d.h. Verännerlechen sinn an der Dynamik Equatioun abegraff nëmmen an linear Kombinatioun.

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

Fir Systemer beschriwwen duerch linear ordinär Differentialgleichungen mat konstante Koeffizienten, gëtt déi statesch Charakteristik vun der dynamescher Equatioun (1.4.1) kritt andeems all net-stationär 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 Zäitderivative 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 Säit vun der Equatioun sinn net-linear, Dofir ass den ACS beschriwwen duerch eng ähnlech 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:

  • kontinuéierlech Systemer (kontinuéierlech Systemer);
  • Relaissystemer (Relaisaktiounssystemer);
  • diskret Aktioun Systemer (Puls an digital).

System kontinuéierlech Aktioun ass sou eng ACS genannt, an all vun de Linken vun deem kontinuéierlech Ännerung am Input Signal iwwer Zäit entsprécht kontinuéierlech Ännerung am Ausgangssignal, während d'Gesetz vun der Ännerung vum Ausgangssignal arbiträr ka sinn. Fir d ' selbstfahrenden pistoul kontinuéierlech, ass et néideg, datt d' statesch eegeschafte vun all Links waren kontinuéierlech.

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 gëtt en automatesche Kontrollsystem genannt, an deem op d'mannst an engem Link, mat enger kontinuéierlecher Ännerung vum Inputwäert, den Ausgangswäert an e puer Momenter vum Kontrollprozess ännert "Sprangen" ofhängeg vum Wäert vum Input Signal. Déi 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 kontinuéierlecher Ännerung vun der Input Quantitéit, d'AusgangsQuantitéit huet Typ vun individuellen Impulser, erschéngt no enger gewësser Zäit.

De Link deen e kontinuéierleche Signal an en diskret Signal konvertéiert gëtt e Pulslink genannt. Eng ähnlech 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. Zäit Ofhängegkeet presentéiert x (t) - Signal bei der Entrée an den Impulsabschnitt. Ausgangssignal vum Pulsblock (Link) y (t) - eng Sequenz vu véiereckege Impulser erschéngt mat permanent quantization Period Δt (kuckt ënneschten Deel vun der Figur). D'Dauer vun de Impulser ass d'selwecht a gläich wéi Δ. D'Pulsamplitude um Ausgang vum Block ass proportional zum entspriechende Wäert vum kontinuéierleche Signal x(t) um Input vun dësem 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

Dës Method vun der Pulsmodulatioun war ganz heefeg an der elektronescher Messausrüstung 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'Zäitofhängegkeet x (t) - Signal op den Input zum Pulslink. Ausgangssignal vum Pulsblock (Link) y (t) - eng Sequenz vu véiereckege Impulser déi mat enger konstanter Quantiséierungsperiod erschéngen Δt (kuckt ënnen vun der Fig. 1.14). D'Amplitude vun all Impulser ass d'selwecht. Puls Dauer Δt beim Ausgang vum Block ass proportional zum entspriechende Wäert vum kontinuéierleche 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

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

Ofschléissend dëser Ënnersektioun, sollt et bemierkt ginn datt wann d'charakteristesch Zäitkonstanten an anere Linke vun der selbstfahrenden Waffen (SAP) däitlech méi Δt (no Gréisstenuerdnung), dann de Pulssystem kann als kontinuéierlech automatesch Kontrollsystem ugesi ginn (wann Dir benotzt souwuel AIM wéi 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 bestëmmten Input Signal "reagéiert" zoufälleg (stochastic) Ausgangssignal.

Den Output stochastesche Signal ass charakteriséiert duerch:

  • Gesetz vun Verdeelung;
  • mathematesch Erwaardung (Duerchschnëttswäert);
  • 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 Ausgangswäert vun engem stochastesche automatesche Kontrollsystem

Zousätzlech zu den uewe genannten Haaptarten vu Klassifikatioun vu Kontrollsystemer ginn et aner Klassifikatiounen. Zum Beispill kann d'Klassifikatioun no der Kontrollmethod duerchgefouert ginn a baséiert op Interaktioun mat der externer Ëmwelt an der Fäegkeet fir den ACS un Ännerungen an Ëmweltparameter unzepassen. Systemer sinn an zwou grouss Klassen ënnerdeelt:

1) Gewéinlech (net selbstjustéierend) Kontrollsystemer ouni Adaptatioun; Dës Systemer gehéieren zu der Kategorie vun einfachen, déi hir Struktur net während dem Gestiounsprozess änneren. Si sinn am meeschte entwéckelt a wäit benotzt. Normal Kontrollsystemer ginn an dräi Ënnerklassen opgedeelt: Open-Loop, Close-Loop a kombinéiert Kontrollsystemer.

2) Selbstjustéierend (adaptiv) Kontrollsystemer. An dëse Systemer, wann extern Konditiounen oder Charakteristiken vum kontrolléierten Objet änneren, geschitt eng automatesch (net virbestëmmten) Ännerung vun de Parameteren vum Kontrollapparat wéinst Ännerungen an de Kontrollsystemkoeffizienten, Kontrollsystemstruktur oder souguer d'Aféierung vun neien Elementer .

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

Nëmme registréiert Benotzer kënnen 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

Setzt e Commentaire