Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Би автомат удирдлагын онолын лекцүүдийн эхний бүлгийг нийтэлж байна, үүний дараа таны амьдрал хэзээ ч өмнөх шигээ болохгүй.

"Техникийн системийн менежмент" хичээлийн лекцийг МУИС-ийн "Эрчим хүчний механик инженерчлэл" факультетийн "Цөмийн реактор ба цахилгаан станц" тэнхимд Олег Степанович Козлов уншдаг. Н.Э. Бауман. Үүний төлөө би түүнд маш их талархаж байна.

Эдгээр лекцүүд ном хэлбэрээр хэвлэгдэхээр бэлтгэгдэж байгаа бөгөөд ТАУИС-ийн мэргэжилтнүүд, оюутнууд болон энэ сэдвийг сонирхож буй хүмүүс байгаа тул аливаа шүүмжлэлийг хүлээн авах боломжтой.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

1. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

1.1. Зорилго, удирдлагын зарчим, удирдлагын тогтолцооны төрөл, үндсэн тодорхойлолт, жишээ

Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийг (эрчим хүч, тээвэр, механик инженерчлэл, сансрын технологи гэх мэт) хөгжүүлэх, сайжруулахад машин, нэгжийн бүтээмжийг тасралтгүй нэмэгдүүлэх, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах, өртгийг бууруулах, ялангуяа цөмийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг огцом нэмэгдүүлэх шаардлагатай байна. аюулгүй байдал (цөмийн, цацраг гэх мэт) .г) атомын цахилгаан станц, цөмийн байгууламжийн ашиглалт.

Орчин үеийн хяналтын систем, түүний дотор автоматжуулсан (хүний ​​операторын оролцоогүйгээр) ба автомат (хүний ​​операторын оролцоогүйгээр) хяналтын системийг (CS) нэвтрүүлэхгүйгээр тавьсан зорилтуудыг хэрэгжүүлэх боломжгүй юм.

Тодорхойлолт: Менежмент гэдэг нь тавьсан зорилгодоо хүрэхийг баталгаажуулдаг тодорхой технологийн үйл явцын зохион байгуулалт юм.

Хяналтын онол орчин үеийн шинжлэх ухаан технологийн салбар юм. Энэ нь суурь (шинжлэх ухааны ерөнхий) салбарууд (жишээлбэл, математик, физик, хими гэх мэт) болон хэрэглээний салбарууд (электроник, микропроцессорын технологи, програмчлал гэх мэт) дээр суурилдаг (үндсэн).

Аливаа хяналтын үйл явц (автомат) нь дараах үндсэн үе шатуудаас (элементүүд) бүрдэнэ.

  • хяналтын даалгаврын талаар мэдээлэл авах;
  • удирдлагын үр дүнгийн талаар мэдээлэл авах;
  • хүлээн авсан мэдээллийн дүн шинжилгээ;
  • шийдвэрийн хэрэгжилт (хяналтын объектод үзүүлэх нөлөө).

Удирдлагын үйл явцыг хэрэгжүүлэхийн тулд удирдлагын систем (CS) нь дараахь зүйлийг агуулсан байх ёстой.

  • удирдлагын даалгаврын талаархи мэдээллийн эх сурвалж;
  • хяналтын үр дүнгийн талаархи мэдээллийн эх сурвалж (янз бүрийн мэдрэгч, хэмжих төхөөрөмж, мэдрэгч гэх мэт);
  • хүлээн авсан мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх, шийдэл боловсруулах төхөөрөмж;
  • Зохицуулагч, мотор, өсгөгч хувиргах төхөөрөмж гэх мэтийг агуулсан хяналтын объект дээр ажилладаг идэвхжүүлэгч.

Тодорхойлолт: Хэрэв хяналтын систем (CS) нь дээрх бүх хэсгүүдийг агуулж байвал энэ нь хаалттай байна.

Тодорхойлолт: Хяналтын үр дүнгийн талаархи мэдээллийг ашиглан техникийн объектыг хянахыг санал хүсэлтийн зарчим гэж нэрлэдэг.

Ийм хяналтын системийг схемийн дагуу дараахь байдлаар илэрхийлж болно.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.1.1 - Удирдлагын системийн бүтэц (MS)

Хэрэв хяналтын систем (CS) нь блок диаграммтай бол түүний хэлбэр нь Зураг дээр тохирч байна. 1.1.1, мөн хүний ​​(оператор) оролцоогүйгээр чиг үүрэг (ажил) гэж нэрлэдэг автомат удирдлагын систем (ACS).

Хэрэв хяналтын систем нь хүний ​​(оператор) оролцоотой ажилладаг бол түүнийг дуудна автомат удирдлагын систем.

Хэрэв Хяналт нь хяналтын үр дүнгээс үл хамааран объектын өөрчлөлтийн өгөгдсөн хуулийг цаг тухайд нь өгдөг бол ийм хяналтыг нээлттэй циклээр гүйцэтгэдэг бөгөөд хяналтыг өөрөө гэж нэрлэдэг. програмын хяналттай.

Нээлттэй давталтын системд үйлдвэрлэлийн машинууд (конвейерийн шугам, эргэлтийн шугам гэх мэт), компьютерийн тоон удирдлагын (CNC) машинууд орно: жишээг Зураг дээр харна уу. 1.1.2.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Зураг.1.1.2 - Програмын хяналтын жишээ

Мастер төхөөрөмж нь жишээ нь "хувилагч" байж болно.

Энэ жишээнд үйлдвэрлэж буй хэсгийг хянах мэдрэгч (тоолуур) байхгүй тул жишээлбэл, таслагчийг буруу суурилуулсан эсвэл эвдэрсэн бол тавьсан зорилгодоо (хэсгийг үйлдвэрлэх) хүрч чадахгүй (хэрэгжүүлэх). Ихэвчлэн ийм төрлийн системд гаралтын хяналт шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн тухайн хэсгийн хэмжээ, хэлбэрийн хазайлтыг хүссэн хэмжээнээс нь бүртгэх болно.

Автомат удирдлагын системийг 3 төрөлд хуваадаг.

  • автомат удирдлагын систем (ACS);
  • автомат удирдлагын систем (ACS);
  • мөрдөх систем (SS).

SAR ба SS нь SPG ==>-ийн дэд олонлогууд юм Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд.

Тодорхойлолт: Удирдлагын объект дахь аливаа физик хэмжигдэхүүн (хэмжигдэхүүний бүлэг) тогтмол байдлыг хангадаг автомат удирдлагын системийг автомат удирдлагын систем (ACS) гэнэ.

Автомат удирдлагын систем (ACS) нь автомат удирдлагын системийн хамгийн түгээмэл төрөл юм.

Дэлхийн анхны автомат зохицуулагч (18-р зуун) бол Ватт зохицуулагч юм. Энэхүү схемийг (1.1.3-р зургийг үз) Уурын хөдөлгүүрийн дугуйны эргэлтийн тогтмол хурдыг хадгалахын тулд Английн Ватт хэрэгжүүлсэн бөгөөд үүний дагуу дамжуулагч дамрын (туузан) эргэлтийн (хөдөлгөөний) тогтмол хурдыг хадгалахын тулд ).

Энэ схемд мэдрэмтгий элементүүд (хэмжих мэдрэгч) нь "жин" (бөмбөрцөг) юм. "Жин" (бөмбөрцөг) нь мөн рокер гарыг "хүчээр", дараа нь хавхлагыг хөдөлгөдөг. Иймээс энэ системийг шууд удирдлагын систем, зохицуулагчийг гэж ангилж болно шууд үүрэг гүйцэтгэдэг зохицуулагч, учир нь энэ нь "тоолуур" болон "зохицуулагч" -ын үүргийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг.

Шууд үүрэг гүйцэтгэдэг зохицуулагчид нэмэлт эх сурвалж зохицуулагчийг хөдөлгөхөд эрчим хүч шаардагдахгүй.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.1.3 — Ваттын автомат зохицуулагчийн хэлхээ

Шууд бус хяналтын системүүд нь өсгөгч (жишээлбэл, хүч), цахилгаан мотор, сервомотор, гидравлик хөтөч гэх мэт нэмэлт идэвхжүүлэгчтэй байхыг шаарддаг.

Автомат удирдлагын системийн жишээ (автомат удирдлагын систем) нь энэхүү тодорхойлолтыг бүрэн утгаараа тойрог замд пуужин хөөргөхийг баталгаажуулдаг хяналтын систем бөгөөд үүнд хяналттай хувьсагч нь, жишээлбэл, пуужингийн хоорондох өнцөг байж болно. тэнхлэг ба дэлхийн нормаль ==> Зураг . 1.1.4.а ба зураг. 1.1.4.б

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.1.4(а)
Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.1.4 (б)

1.2. Хяналтын системийн бүтэц: энгийн ба олон хэмжээст систем

Техникийн системийн удирдлагын онолд аливаа системийг ихэвчлэн сүлжээний бүтцэд холбогдсон холбоосуудын багцад хуваадаг. Хамгийн энгийн тохиолдолд систем нь нэг холбоосыг агуулдаг бөгөөд түүний оролт нь оролтын үйлдэл (оролт) -аар хангагдсан бөгөөд системийн хариу (гаралт) нь оролт дээр гардаг.

Техникийн системийн менежментийн онолд хяналтын системийн холбоосыг илэрхийлэх хоёр үндсэн аргыг ашигладаг.

— “оролт-гаралтын” хувьсагчид;

— төлөвийн хувьсагчид (дэлгэрэнгүй мэдээллийг 6...7-р хэсгээс үзнэ үү).

Оролт-гаралтын хувьсагчид дахь дүрслэлийг ихэвчлэн нэг “оролт” (нэг хяналтын үйлдэл) ба нэг “гаралт” (нэг удирдлагатай хувьсагч, Зураг 1.2.1-ийг үзнэ үү) бүхий харьцангуй энгийн системийг тодорхойлоход ашигладаг.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.2.1 – Хяналтын энгийн системийн бүдүүвч дүрслэл

Ерөнхийдөө энэ тодорхойлолтыг техникийн хувьд энгийн автомат удирдлагын системд (автомат удирдлагын систем) ашигладаг.

Сүүлийн үед төлөвийн хувьсагчид, ялангуяа техникийн нарийн төвөгтэй системүүд, тэр дундаа олон хэмжээст автомат удирдлагын системд зориулсан төлөөлөл өргөн тархсан. Зураг дээр. 1.2.2-т олон хэмжээст автомат удирдлагын системийн бүдүүвч дүрслэлийг харуулав u1(t)...um(t) - хяналтын үйлдлүүд (хяналтын вектор), y1(t)…yp(t) — ACS-ийн тохируулж болох параметрүүд (гаралтын вектор).

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.2.2 — Олон хэмжээст удирдлагын системийн бүдүүвч дүрслэл

"Оролт-гаралтын" хувьсагчид нэг оролт (оролтын эсвэл мастер, эсвэл хяналтын үйлдэл) ба нэг гаралт (гаралтын үйлдэл эсвэл хяналттай (эсвэл тохируулах) хувьсагч) бүхий ACS-ийн бүтцийг илүү нарийвчлан авч үзье.

Ийм ACS-ийн блок диаграмм нь тодорхой тооны элементүүдээс (холбоос) бүрдэнэ гэж үзье. Холбоосуудыг функциональ зарчмын дагуу (холбоосууд юу хийдэг) бүлэглэснээр ACS-ийн бүтцийн диаграммыг дараах ердийн хэлбэрт оруулж болно.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.2.3 — Автомат удирдлагын системийн блок схем

Тэмдэг ε(t) эсвэл хувьсагч ε(t) Энэ нь энгийн харьцуулсан арифметик үйлдлүүд (ихэнхдээ хасах, ихэвчлэн нэмэх) болон илүү төвөгтэй харьцуулах үйлдлүүд (процедурууд) горимд "ажиллах" боломжтой харьцуулах төхөөрөмжийн гаралтын таарахгүй (алдаа) байгааг харуулж байна.

Оноос хойш y1(t) = y(t)*k1хаана k1 олз, тэгвэл ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

Хяналтын системийн үүрэг бол (хэрэв энэ нь тогтвортой байвал) үл нийцэх (алдаа) -ыг арилгахын тулд "ажиллах" явдал юм. ε(t), өөрөөр хэлбэл ==> ε(t) → 0.

Хяналтын систем нь гадны нөлөөлөл (удирдах, саад учруулах, хөндлөнгөөс оролцох) болон дотоод хөндлөнгийн нөлөөнд автдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хөндлөнгийн нөлөөлөл нь оршин тогтнохынхоо стохастик (санамсаргүй байдал)-аар ялгаатай байдаг бол нөлөөлөл нь бараг үргэлж тодорхойлогддог.

Хяналтыг (тохируулгын үйлдэл) тодорхойлохын тулд бид аль нэгийг нь ашиглана x (t), эсвэл та (т).

1.3. Хяналтын үндсэн хуулиуд

Хэрэв бид сүүлчийн зураг руу буцах юм бол (Зураг 1.2.3-т байгаа ACS-ийн блок диаграмм) олшруулагч-хувиргагч төхөөрөмжийн гүйцэтгэсэн үүргийг (энэ нь ямар үүрэг гүйцэтгэдэг) "тайлах" шаардлагатай болно.

Хэрэв олшруулалтыг хувиргах төхөөрөмж (ACD) нь тохирохгүй байгаа дохио ε(t)-ийг зөвхөн сайжруулдаг (эсвэл сулруулдаг), тухайлбал: Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтуудхаана Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд- пропорциональ байдлын коэффициент (тухайн тохиолдолд Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд = Const), тэгвэл хаалттай хэлхээний автомат удирдлагын системийн ийм удирдлагын горимыг горим гэнэ пропорциональ хяналт (P-хяналт).

Хэрэв хяналтын хэсэг нь алдаа ε(t) ба ε(t)-ийн интегралтай пропорциональ ε1(t) гаралтын дохиог үүсгэсэн бол i.e. Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд, дараа нь энэ удирдлагын горимыг дуудна пропорциональ нэгтгэх (PI хяналт). ==> Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтуудхаана b - пропорциональ байдлын коэффициент (тухайн тохиолдолд b = Const).

Ихэвчлэн PI хяналтыг хяналтын (зохицуулалт) нарийвчлалыг сайжруулахад ашигладаг.

Хэрэв удирдлагын хэсэг нь алдаа ε(t) ба түүний деривативтай пропорциональ ε1(t) гаралтын дохиог үүсгэдэг бол энэ горимыг нэрлэнэ. пропорциональ байдлаар ялгах (PD удирдлага): ==> Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Ерөнхийдөө PD хяналтыг ашиглах нь ACS-ийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлдэг

Хэрэв удирдлагын хэсэг ε(t) алдаа, түүний дериватив, алдааны интегралтай пропорциональ ε1(t) гаралтын дохиог үүсгэвэл ==> Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд, дараа нь энэ горимыг дуудаж дараа нь энэ удирдлагын горимыг дуудна пропорциональ-интеграл-дифференциал хяналтын горим (PID хяналт).

PID хяналт нь ихэвчлэн "сайн" хурдтай "сайн" хяналтын нарийвчлалыг хангах боломжийг олгодог

1.4. Автомат удирдлагын системийн ангилал

1.4.1. Математик дүрслэлийн төрлөөр ангилах

Математик тайлбарын төрлөөс хамааран (динамик ба статикийн тэгшитгэл) автомат удирдлагын системийг (ACS) дараахь байдлаар хуваана. шугаман и шугаман бус системүүд (өөрөө явагч буу эсвэл SAR).

"Дэд анги" бүр (шугаман ба шугаман бус) хэд хэдэн "дэд анги" -д хуваагддаг. Жишээлбэл, шугаман өөрөө явагч буу (SAP) нь математик тайлбарын төрлөөр ялгаатай байдаг.
Энэ семестр нь зөвхөн шугаман автомат удирдлагын (зохицуулалт) системийн динамик шинж чанарыг авч үзэх тул доор бид шугаман автомат удирдлагын систем (ACS)-ийн математик тайлбарын төрлөөр ангиллаа.

1) Энгийн дифференциал тэгшитгэлээр (ODE) оролт-гаралтын хувьсагчид тодорхойлсон шугаман автомат удирдлагын системүүд. байнгын коэффициентүүд:

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

хаана x (t) - оролтын нөлөө; y (t) – гаралтын нөлөө (тохируулж болох утга).

Шугаман ODE бичихдээ операторын (“авсаархан”) хэлбэрийг ашиглавал (1.4.1) тэгшитгэлийг дараах хэлбэрээр илэрхийлж болно.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

хаана, p = d/dt - ялгах оператор; L(p), N(p) харгалзах шугаман дифференциал операторууд нь дараахтай тэнцүү байна.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

2) шугаман ердийн дифференциал тэгшитгэлээр (ODE) тодорхойлсон шугаман автомат удирдлагын системүүд хувьсагч (цаг хугацааны) коэффициентүүд:

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Ерөнхийдөө ийм системийг шугаман бус автомат удирдлагын систем (NSA) гэж ангилж болно.

3) Шугаман ялгавартай тэгшитгэлээр тодорхойлсон шугаман автомат удирдлагын системүүд:

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

хаана f(…) – аргументуудын шугаман функц; k = 1, 2, 3… - бүхэл тоо; Δt – квантчлалын интервал (түүврийн интервал).

(1.4.4) тэгшитгэлийг "авсаархан" тэмдэглэгээгээр илэрхийлж болно:

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Ерөнхийдөө шугаман автомат удирдлагын систем (ACS) -ийн энэхүү тайлбарыг дижитал хяналтын системд (компьютер ашиглан) ашигладаг.

4) Сааталтай шугаман автомат удирдлагын систем:

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

хаана L(p), N(p) — шугаман дифференциал операторууд; τ - хоцролтын хугацаа эсвэл тогтмол хоцролт.

Хэрэв операторууд L(p) и N(p) доройтох (L(p) = 1; N(p) = 1), тэгвэл (1.4.6) тэгшитгэл нь хамгийн тохиромжтой саатлын холбоосын динамикийн математик тайлбартай тохирч байна.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

мөн түүний шинж чанарын график дүрслэлийг Зураг дээр үзүүлэв. 1.4.1

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.1 - Хамгийн тохиромжтой саатлын холбоосын оролт ба гаралтын графикууд

5) шугаман дифференциал тэгшитгэлээр тодорхойлсон шугаман автомат удирдлагын системүүд хэсэгчилсэн деривативууд. Ийм өөрөө явагч бууг ихэвчлэн нэрлэдэг тараасан хяналтын системүүд. ==> Ийм тайлбарын "хийсвэр" жишээ:

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Тэгшитгэлийн систем (1.4.7) нь шугаман тархсан автомат удирдлагын системийн динамикийг тодорхойлдог, өөрөөр хэлбэл. хяналттай хэмжигдэхүүн нь зөвхөн цаг хугацаанаас гадна нэг орон зайн координатаас хамаарна.
Хэрэв удирдлагын систем нь “орон зайн” объект бол ==>

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

хаана Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд радиус вектороор тодорхойлогдсон цаг хугацаа, орон зайн координатаас хамаарна Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

6) Өөрөө явагч бууг дүрсэлсэн системүүд ODE буюу ялгавартай тэгшитгэлийн систем эсвэл хэсэгчилсэн дифференциал тэгшитгэлийн систем ==> гэх мэт...

Үүнтэй төстэй ангиллыг шугаман бус автомат удирдлагын системд (SAP) санал болгож болно ...

Шугаман системийн хувьд дараахь шаардлагыг хангасан байна.

  • ACS-ийн статик шинж чанарын шугаман байдал;
  • динамик тэгшитгэлийн шугаман байдал, i.e. хувьсагчдыг динамикийн тэгшитгэлд оруулсан болно зөвхөн шугаман хослолоор.

Статик шинж чанар нь тогтвортой байдалд (бүх түр зуурын үйл явц зогссон үед) оролтын нөлөөллийн хэмжээнээс гаралтын хамаарал юм.

Тогтмол коэффициент бүхий шугаман энгийн дифференциал тэгшитгэлээр тодорхойлсон системүүдийн хувьд статик шинж чанарыг динамик тэгшитгэлээс (1.4.1) гаргаж, бүх хөдөлгөөнгүй гишүүнийг тэг болгож авна ==>

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Зураг 1.4.2-т автомат удирдлагын (зохицуулалт) системийн шугаман болон шугаман бус статик шинж чанарын жишээг үзүүлэв.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.2 - Статик шугаман ба шугаман бус шинж чанаруудын жишээ

Динамик тэгшитгэлд цаг хугацааны дериватив агуулсан нэр томъёоны шугаман бус байдал нь шугаман бус математик үйлдлүүдийг (*, /, Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд, Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд, нүгэл, ln гэх мэт). Жишээлбэл, зарим "хийсвэр" өөрөө явагч бууны динамик тэгшитгэлийг авч үзье

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд

Энэ тэгшитгэлд шугаман статик шинж чанартай болохыг анхаарна уу Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд тэгшитгэлийн зүүн талд байгаа хоёр ба гурав дахь гишүүн (динамик гишүүн) байна шугаман бус, тиймээс ижил төстэй тэгшитгэлээр тодорхойлсон ACS нь байна шугаман бус in динамик төлөвлөгөө гаргах.

1.4.2. Дамжуулж буй дохионы шинж чанараар ангилах

Дамжуулсан дохионы шинж чанараас хамааран автомат удирдлагын (эсвэл зохицуулалтын) системийг дараахь байдлаар хуваана.

  • тасралтгүй систем (тасралтгүй систем);
  • реле систем (реле үйлдлийн систем);
  • салангид үйлдлийн систем (импульс ба дижитал).

Систем Үргэлжилсэн үйлдлийг ийм ACS гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн холбоос тус бүрд Үргэлжилсэн цаг хугацааны явцад оролтын дохионы өөрчлөлт тасралтгүйтэй тохирч байна гаралтын дохионы өөрчлөлт, харин гаралтын дохионы өөрчлөлтийн хууль дур зоргоороо байж болно. Өөрөө явагч бууг тасралтгүй ажиллуулахын тулд бүх статик шинж чанартай байх шаардлагатай холбоосууд тасралтгүй байсан.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.3 - Тасралтгүй системийн жишээ

Систем реле үйлдлийг автомат удирдлагын систем гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнд хамгийн багадаа нэг холбоосоор оролтын утгыг тасралтгүй өөрчлөх замаар хяналтын үйл явцын зарим мөчид гаралтын утга нь оролтын дохионы утгаас хамааран "үсрэлт" өөрчлөгддөг. Ийм холбоосын статик шинж чанар нь байдаг таслах цэгүүд буюу хагарал бүхий хугарал.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.4 - Релений статик үзүүлэлтүүдийн жишээ

Систем салангид Үйлдэл гэдэг нь оролтын хэмжигдэхүүнийг тасралтгүй өөрчлөх замаар дор хаяж нэг холбоос дээр гаралтын хэмжигдэхүүнийг агуулсан систем юм. хувь хүний ​​импульсийн төрөл, тодорхой хугацааны дараа гарч ирдэг.

Тасралтгүй дохиог салангид дохио болгон хувиргадаг холбоосыг импульсийн холбоос гэнэ. Үүнтэй төстэй төрлийн дамжуулагдсан дохио нь компьютер эсвэл хянагчтай автомат удирдлагын системд тохиолддог.

Тасралтгүй оролтын дохиог импульсийн гаралтын дохио болгон хувиргах хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд (алгоритмууд) нь:

  • импульсийн далайцын модуляц (PAM);
  • Импульсийн өргөн модуляц (PWM).

Зураг дээр. Зураг 1.4.5-д импульсийн далайцын модуляц (PAM) алгоритмын график дүрслэлийг үзүүлэв. Зургийн дээд талд. цаг хугацааны хамаарлыг харуулж байна x (t) - дохио үүдэнд импульсийн хэсэгт. Импульсийн блокийн гаралтын дохио (холбоос) y (t) – гарч ирэх тэгш өнцөгт импульсийн дараалал байнгын квантчлах хугацаа Δt (зурагны доод хэсгийг харна уу). Импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь ижил бөгөөд Δ-тэй тэнцүү байна. Блокийн гаралт дахь импульсийн далайц нь энэ блокийн оролт дахь x(t) тасралтгүй дохионы харгалзах утгатай пропорциональ байна.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.5 — Импульсийн далайцын модуляцийг хэрэгжүүлэх

Импульсийн модуляцын энэ арга нь өнгөрсөн зууны 70...80-аад оны үед АЦС-ын (АЦС) хяналт хамгаалалтын системийн (ЦТС) электрон хэмжих хэрэгсэлд маш түгээмэл байсан.

Зураг дээр. Зураг 1.4.6-д импульсийн өргөн модуляц (PWM) алгоритмын график дүрслэлийг үзүүлэв. Зургийн дээд талд. 1.14 нь цаг хугацааны хамаарлыг харуулж байна x (t) – импульсийн холбоосын оролт дээрх дохио. Импульсийн блокийн гаралтын дохио (холбоос) y (t) – тогтмол квантлах хугацаатай гарч ирэх тэгш өнцөгт импульсийн дараалал Δt (Зураг 1.14-ийн доод хэсгийг үз). Бүх импульсийн далайц ижил байна. Импульсийн үргэлжлэх хугацаа Δt блокийн гаралтын үед тасралтгүй дохионы харгалзах утгатай пропорциональ байна x (t) импульсийн блокийн оролт дээр.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.6 — Импульсийн өргөн модуляцийг хэрэгжүүлэх

Импульсийн модуляцийн энэ арга нь одоогоор атомын цахилгаан станцын (АЦС) хяналт, хамгаалалтын систем (CPS) болон бусад техникийн системийн ACS-ийн цахим хэмжих хэрэгсэлд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг.

Энэ дэд хэсгийг дуусгахад хэрэв өөрөө явагч бууны (SAP) бусад холбоосууд дахь шинж чанар нь цаг хугацааны тогтмол байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. мэдэгдэхүйц илүү Δt (хэмжээний дарааллаар), дараа нь импульсийн систем тасралтгүй автомат удирдлагын систем гэж үзэж болно (ашиглах үед AIM ба PWM хоёулаа).

1.4.3. Хяналтын шинж чанараар нь ангилах

Хяналтын процессын шинж чанараас хамааран автомат удирдлагын системийг дараахь төрлүүдэд хуваана.

  • Оролтын дохио нь гаралтын дохиотой хоёрдмол утгагүй холбоотой байж болох детерминист автомат удирдлагын системүүд (мөн эсрэгээр);
  • Стохастик ACS (статистик, магадлал), ACS нь өгөгдсөн оролтын дохионд "хариулдаг" Санамсаргүй (стохастик) гаралтын дохио.

Гаралтын стохастик дохио нь дараахь байдлаар тодорхойлогддог.

  • хуваарилалтын хууль;
  • математикийн хүлээлт (дундаж утга);
  • тархалт (стандарт хазайлт).

Хяналтын үйл явцын стохастик шинж чанар нь ихэвчлэн ажиглагддаг үндсэндээ шугаман бус ACS статик шинж чанарын үүднээс, мөн динамикийн тэгшитгэл дэх динамик нэр томъёоны шугаман бус байдлын үүднээс (илүү их хэмжээгээр) аль алинд нь.

Автомат удирдлагын онолын танилцуулга. Техникийн системийн удирдлагын онолын үндсэн ойлголтууд
Цагаан будаа. 1.4.7 — Стохастик автомат удирдлагын системийн гаралтын утгын хуваарилалт

Дээрх хяналтын системийн ангиллын үндсэн төрлөөс гадна бусад ангилал байдаг. Жишээлбэл, ангиллыг хяналтын аргын дагуу хийж болох бөгөөд гадаад орчинтой харьцах, ACS-ийг хүрээлэн буй орчны параметрийн өөрчлөлтөд дасан зохицох чадварт үндэслэнэ. Системийг хоёр том ангилалд хуваадаг.

1) Дасан зохицохгүйгээр энгийн (өөрийгөө тохируулдаггүй) хяналтын системүүд; Эдгээр системүүд нь менежментийн явцад бүтцээ өөрчилдөггүй энгийн системүүдийн ангилалд багтдаг. Эдгээр нь хамгийн хөгжсөн бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг. Энгийн хяналтын системийг нээлттэй, хаалттай, хосолсон хяналтын систем гэсэн гурван дэд ангилалд хуваадаг.

2) Өөрийгөө тохируулах (дасан зохицох) хяналтын системүүд. Эдгээр системүүдэд хяналттай объектын гадаад нөхцөл, шинж чанар өөрчлөгдөхөд хяналтын системийн коэффициент, удирдлагын системийн бүтцэд өөрчлөлт оруулах, тэр ч байтугай шинэ элементүүдийг нэвтрүүлэх зэргээс шалтгаалан хяналтын төхөөрөмжийн параметрүүдэд автоматаар (урьдчилан тодорхойлогдоогүй) өөрчлөлт гардаг. .

Ангиллын өөр нэг жишээ: шаталсан үндэслэлээр (нэг түвшний, хоёр түвшний, олон түвшний).

Зөвхөн бүртгэлтэй хэрэглэгчид санал асуулгад оролцох боломжтой. Нэвтрэх, гуйя.

UTS-ийн талаархи лекцүүдийг үргэлжлүүлэн нийтлэх үү?

  • 88,7%Тийм 118

  • 7,5%Үгүй 10

  • 3,8%Би мэдэхгүй 5

133 хэрэглэгч санал өгсөн. 10 хэрэглэгч түдгэлзсэн.

Эх сурвалж: www.habr.com

сэтгэгдэл нэмэх