मी स्वयंचलित नियंत्रणाच्या सिद्धांतावरील व्याख्यानांचा पहिला अध्याय प्रकाशित करत आहे, ज्यानंतर तुमचे आयुष्य कधीही सारखे राहणार नाही.

MSTU च्या "पॉवर मेकॅनिकल इंजिनिअरिंग" च्या फॅकल्टी, "न्यूक्लियर रिअॅक्टर्स आणि पॉवर प्लांट्स" विभागातील ओलेग स्टेपॅनोविच कोझलोव्ह यांनी "तांत्रिक प्रणालींचे व्यवस्थापन" या अभ्यासक्रमावरील व्याख्याने दिली आहेत. एन.ई. बाउमन. ज्यासाठी मी त्यांचा खूप आभारी आहे.

ही व्याख्याने नुकतीच पुस्तकरूपात प्रकाशनासाठी तयार केली जात आहेत, आणि TAU तज्ञ, विद्यार्थी आणि ज्यांना या विषयात फक्त रस आहे, कोणत्याही टीकेचे स्वागत आहे.

1. तांत्रिक प्रणालींच्या नियंत्रणाच्या सिद्धांताच्या मूलभूत संकल्पना

१.१. उद्दिष्टे, व्यवस्थापनाची तत्त्वे, व्यवस्थापन प्रणालीचे प्रकार, मूलभूत व्याख्या, उदाहरणे

औद्योगिक उत्पादनाचा विकास आणि सुधारणा (ऊर्जा, वाहतूक, यांत्रिक अभियांत्रिकी, अंतराळ तंत्रज्ञान, इ.) मशीन आणि युनिट्सच्या उत्पादकतेमध्ये सतत वाढ करणे, उत्पादनाची गुणवत्ता सुधारणे, खर्च कमी करणे आणि विशेषत: अणुऊर्जेमध्ये तीव्र वाढ आवश्यक आहे. सुरक्षा (परमाणू, किरणोत्सर्ग इ.) .d.) अणुऊर्जा प्रकल्प आणि आण्विक प्रतिष्ठानांचे ऑपरेशन.

स्वयंचलित (मानवी ऑपरेटरच्या सहभागासह) आणि स्वयंचलित (मानवी ऑपरेटरच्या सहभागाशिवाय) नियंत्रण प्रणाली (CS) या दोन्हीसह आधुनिक नियंत्रण प्रणालीच्या परिचयाशिवाय निर्धारित लक्ष्यांची अंमलबजावणी अशक्य आहे.

व्याख्या: व्यवस्थापन ही एका विशिष्ट तांत्रिक प्रक्रियेची एक संस्था आहे जी निश्चित उद्दिष्टाची पूर्तता सुनिश्चित करते.

नियंत्रण सिद्धांत आधुनिक विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाची शाखा आहे. हे दोन्ही मूलभूत (सामान्य वैज्ञानिक) विषयांवर (उदाहरणार्थ, गणित, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र, इ.) आणि लागू विषयांवर (इलेक्ट्रॉनिक्स, मायक्रोप्रोसेसर तंत्रज्ञान, प्रोग्रामिंग इ.) आधारित (आधारीत) आहे.

कोणत्याही नियंत्रण प्रक्रियेत (स्वयंचलित) खालील मुख्य टप्पे (घटक) असतात:

• नियंत्रण कार्याबद्दल माहिती मिळवणे;
• व्यवस्थापनाच्या निकालाबद्दल माहिती मिळवणे;
• प्राप्त माहितीचे विश्लेषण;
• निर्णयाची अंमलबजावणी (नियंत्रण ऑब्जेक्टवर प्रभाव).

व्यवस्थापन प्रक्रियेची अंमलबजावणी करण्यासाठी, व्यवस्थापन प्रणाली (CS) मध्ये असणे आवश्यक आहे:

• व्यवस्थापन कार्याबद्दल माहितीचे स्त्रोत;
• नियंत्रण परिणामांबद्दल माहितीचे स्रोत (विविध सेन्सर, मापन उपकरणे, डिटेक्टर इ.);
• प्राप्त माहितीचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि उपाय विकसित करण्यासाठी उपकरणे;
• नियंत्रण ऑब्जेक्टवर कार्य करणारे अॅक्ट्युएटर, ज्यात: नियामक, मोटर्स, प्रवर्धन-रूपांतर साधने इ.

व्याख्या: जर कंट्रोल सिस्टम (CS) मध्ये वरील सर्व भाग असतील तर ते बंद आहे.

व्याख्या: नियंत्रण परिणामांबद्दल माहिती वापरून तांत्रिक ऑब्जेक्टचे नियंत्रण अभिप्राय तत्त्व म्हणतात.

योजनाबद्धरित्या, अशा नियंत्रण प्रणालीचे प्रतिनिधित्व केले जाऊ शकते:

तांदूळ. 1.1.1 - नियंत्रण प्रणालीची रचना (MS)

जर नियंत्रण प्रणाली (CS) मध्ये ब्लॉक आकृती असेल तर, ज्याचे स्वरूप अंजीरशी संबंधित आहे. 1.1.1, आणि फंक्शन्स (कार्ये) मानवी (ऑपरेटर) सहभागाशिवाय, नंतर त्याला म्हणतात स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS).

जर नियंत्रण प्रणाली एखाद्या व्यक्तीच्या (ऑपरेटर) सहभागाने कार्य करते, तर त्याला म्हणतात स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली.

नियंत्रणाच्या परिणामांची पर्वा न करता, नियंत्रण वेळेत एखाद्या वस्तूच्या बदलाचा दिलेला नियम प्रदान करते, तर असे नियंत्रण खुल्या लूपमध्ये केले जाते आणि नियंत्रण स्वतःच म्हणतात. कार्यक्रम नियंत्रित.

ओपन-लूप सिस्टममध्ये औद्योगिक मशीन्स (कन्व्हेयर लाइन्स, रोटरी लाइन्स इ.), कॉम्प्युटर न्यूमरिकल कंट्रोल (सीएनसी) मशीन्स समाविष्ट आहेत: अंजीर मध्ये उदाहरण पहा. १.१.२.

Fig.1.1.2 - प्रोग्राम नियंत्रणाचे उदाहरण

मास्टर डिव्हाइस, उदाहरणार्थ, "कॉपीअर" असू शकते.

या उदाहरणात उत्पादित भागाचे निरीक्षण करणारे कोणतेही सेन्सर (मीटर) नसल्यामुळे, उदाहरणार्थ, कटर चुकीच्या पद्धतीने स्थापित केले गेले किंवा तुटले, तर निर्धारित लक्ष्य (भागाचे उत्पादन) साध्य करणे शक्य नाही (साक्षात्कार). सामान्यतः, या प्रकारच्या प्रणालींमध्ये, आउटपुट नियंत्रण आवश्यक असते, जे केवळ इच्छित भागाच्या परिमाण आणि आकाराचे विचलन रेकॉर्ड करेल.

स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली 3 प्रकारांमध्ये विभागली आहेत:

• स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS);
• स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS);
• ट्रॅकिंग सिस्टम (एसएस).

SAR आणि SS हे SPG ==> चे उपसंच आहेत .

व्याख्या: एक स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली जी नियंत्रण ऑब्जेक्टमधील कोणत्याही भौतिक प्रमाणाची (प्रमाणांचा समूह) स्थिरता सुनिश्चित करते त्याला स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS) म्हणतात.

स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS) हे स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालींचे सर्वात सामान्य प्रकार आहेत.

जगातील पहिले स्वयंचलित नियामक (18 वे शतक) वॅट रेग्युलेटर आहे. ही योजना (चित्र 1.1.3 पहा) इंग्लंडमधील वॅटने स्टीम इंजिनच्या चाकाच्या फिरण्याचा स्थिर वेग राखण्यासाठी आणि त्यानुसार, ट्रान्समिशन पुली (बेल्ट) च्या फिरण्याचा (मोशन) स्थिर गती राखण्यासाठी अंमलात आणली होती. ).

या योजनेत संवेदनशील घटक (मापन करणारे सेन्सर) हे "वजन" (गोलाकार) आहेत. “वजन” (गोलाकार) रॉकरच्या हाताला “बळजबरीने” आणि नंतर झडप हलवतात. म्हणून, ही प्रणाली थेट नियंत्रण प्रणाली म्हणून वर्गीकृत केली जाऊ शकते आणि नियामक म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते थेट अभिनय नियामक, कारण ते एकाच वेळी "मीटर" आणि "रेग्युलेटर" दोन्हीची कार्ये करते.

प्रत्यक्ष अभिनय नियामकांमध्ये अतिरिक्त स्रोत रेग्युलेटर हलविण्यासाठी ऊर्जा आवश्यक नाही.

तांदूळ. 1.1.3 — वॅट स्वयंचलित नियामक सर्किट

अप्रत्यक्ष नियंत्रण प्रणालींना अॅम्प्लीफायरची उपस्थिती (उपस्थिती) आवश्यक असते (उदाहरणार्थ, पॉवर), एक अतिरिक्त अॅक्ट्युएटर, उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रिक मोटर, सर्व्होमोटर, हायड्रॉलिक ड्राइव्ह इ.

स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीचे उदाहरण (स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली), या व्याख्येच्या पूर्ण अर्थाने, एक नियंत्रण प्रणाली आहे जी रॉकेटचे कक्षेत प्रक्षेपण सुनिश्चित करते, जेथे नियंत्रित मूल्य असू शकते, उदाहरणार्थ, रॉकेटमधील कोन अक्ष आणि पृथ्वीवरील सामान्य ==> चित्र पहा. 1.1.4.a आणि अंजीर. १.१.४.ब

तांदूळ. 1.1.4(a)

तांदूळ. १.१.४ (ब)

१.२. नियंत्रण प्रणालीची रचना: साधी आणि बहुआयामी प्रणाली

टेक्निकल सिस्टम्स मॅनेजमेंटच्या सिद्धांतानुसार, कोणतीही प्रणाली सहसा नेटवर्क स्ट्रक्चर्समध्ये जोडलेल्या लिंक्सच्या संचामध्ये विभागली जाते. सर्वात सोप्या प्रकरणात, सिस्टममध्ये एक दुवा असतो, ज्याचा इनपुट इनपुट क्रिया (इनपुट) सह पुरविला जातो आणि सिस्टमचा प्रतिसाद (आउटपुट) इनपुटवर प्राप्त केला जातो.

तांत्रिक प्रणाली व्यवस्थापनाच्या सिद्धांतामध्ये, नियंत्रण प्रणालीचे दुवे दर्शविण्याचे 2 मुख्य मार्ग वापरले जातात:

— “इनपुट-आउटपुट” व्हेरिएबल्समध्ये;

— स्टेट व्हेरिएबल्समध्ये (अधिक तपशीलांसाठी, विभाग 6...7 पहा).

इनपुट-आउटपुट व्हेरिएबल्समधील प्रतिनिधित्व सामान्यतः एक "इनपुट" (एक नियंत्रण क्रिया) आणि एक "आउटपुट" (एक नियंत्रित चल, आकृती 1.2.1 पहा) असलेल्या तुलनेने सोप्या प्रणालींचे वर्णन करण्यासाठी वापरले जाते.

तांदूळ. 1.2.1 - साध्या नियंत्रण प्रणालीचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व

सामान्यतः, हे वर्णन तांत्रिकदृष्ट्या सोप्या स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली) साठी वापरले जाते.

अलीकडे, राज्य चलांमध्ये प्रतिनिधित्व व्यापक झाले आहे, विशेषत: बहुआयामी स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीसह तांत्रिकदृष्ट्या जटिल प्रणालींसाठी. अंजीर मध्ये. 1.2.2 बहुआयामी स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व दर्शविते, जेथे u1(t)…um(t) - नियंत्रण क्रिया (नियंत्रण वेक्टर), y1(t)…yp(t) — ACS चे समायोज्य पॅरामीटर्स (आउटपुट वेक्टर).

तांदूळ. 1.2.2 — बहुआयामी नियंत्रण प्रणालीचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व

“इनपुट-आउटपुट” व्हेरिएबल्समध्ये प्रस्तुत आणि एक इनपुट (इनपुट किंवा मास्टर, किंवा कंट्रोल अॅक्शन) आणि एक आउटपुट (आउटपुट अॅक्शन किंवा कंट्रोल्ड (किंवा अॅडजस्टेबल) व्हेरिएबल) असलेल्या एसीएसच्या रचनेचा अधिक तपशीलवार विचार करूया.

अशा ACS च्या ब्लॉक डायग्राममध्ये काही घटक (लिंक) असतात असे गृहीत धरू या. कार्यात्मक तत्त्वानुसार (लिंक काय करतात) लिंक्सचे गटबद्ध करून, ACS चे स्ट्रक्चरल आकृती खालील वैशिष्ट्यपूर्ण स्वरूपात कमी केले जाऊ शकते:

तांदूळ. 1.2.3 — स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीचा ब्लॉक आकृती

चिन्ह ε(t) किंवा चल ε(t) तुलना करणार्‍या यंत्राच्या आउटपुटमध्ये जुळत नसलेली (त्रुटी) दर्शवते, जी साध्या तुलनात्मक अंकगणित ऑपरेशन्स (बहुतेकदा वजाबाकी, कमी वेळा जोडणे) आणि अधिक जटिल तुलनात्मक ऑपरेशन्स (प्रक्रिया) या दोन्ही मोडमध्ये "ऑपरेट" करू शकते.

असल्याने y1(t) = y(t)*k1कुठे k1 लाभ आहे, नंतर ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

नियंत्रण प्रणालीचे कार्य (जर ते स्थिर असेल तर) विसंगती (त्रुटी) दूर करण्यासाठी "कार्य" करणे आहे. ε(t), म्हणजे ==> ε(t) → ०.

हे लक्षात घ्यावे की नियंत्रण प्रणाली बाह्य प्रभाव (नियंत्रण, त्रासदायक, हस्तक्षेप) आणि अंतर्गत हस्तक्षेप या दोन्हीमुळे प्रभावित होते. हस्तक्षेप हा त्याच्या अस्तित्वाच्या स्थिरतेच्या (यादृच्छिकपणा) प्रभावापेक्षा वेगळा असतो, तर प्रभाव जवळजवळ नेहमीच निर्धारवादी असतो.

नियंत्रण (सेटिंग क्रिया) नियुक्त करण्यासाठी आम्ही एकतर वापरू x(t), किंवा u(t).

१.३. नियंत्रणाचे मूलभूत कायदे

जर आपण शेवटच्या आकृतीवर परतलो (चित्र 1.2.3 मधील ACS चे ब्लॉक आकृती), तर प्रवर्धन-रूपांतरित यंत्राद्वारे (ते कोणते कार्य करते) भूमिका "उलगडणे" आवश्यक आहे.

जर अॅम्प्लीफिकेशन-कन्व्हर्टिंग डिव्हाईस (ACD) फक्त न जुळणारा सिग्नल ε(t) वाढवत असेल (किंवा कमी करत असेल), म्हणजे: कुठे - आनुपातिकता गुणांक (विशिष्ट बाबतीत = Const), नंतर बंद-लूप स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीच्या अशा नियंत्रण मोडला मोड म्हणतात आनुपातिक नियंत्रण (पी-नियंत्रण).

जर कंट्रोल युनिटने आउटपुट सिग्नल ε1(t) व्युत्पन्न केले, तर त्रुटी ε(t) आणि ε(t) च्या इंटिग्रलच्या प्रमाणात, म्हणजे. , नंतर या नियंत्रण मोडला म्हणतात आनुपातिक-एकीकरण (पीआय नियंत्रण). ==> कुठे b - आनुपातिकता गुणांक (विशिष्ट बाबतीत b = const).

सामान्यतः, नियंत्रण (नियमन) अचूकता सुधारण्यासाठी PI नियंत्रण वापरले जाते.

जर कंट्रोल युनिट आउटपुट सिग्नल ε1(t) व्युत्पन्न करत असेल, तर त्रुटी ε(t) आणि त्याचे व्युत्पन्न असेल, तर या मोडला म्हणतात. आनुपातिक भिन्नता (पीडी नियंत्रण): ==>

सामान्यतः, पीडी नियंत्रणाचा वापर एसीएसची कार्यक्षमता वाढवते

जर कंट्रोल युनिटने आउटपुट सिग्नल ε1(t), एरर ε(t), त्याचे व्युत्पन्न आणि एररचे इंटिग्रल ==> व्युत्पन्न केले तर , नंतर या मोडला म्हणतात, नंतर हा नियंत्रण मोड म्हणतात आनुपातिक-अविभाज्य-भिन्न नियंत्रण मोड (पीआयडी नियंत्रण).

PID नियंत्रण तुम्हाला "चांगल्या" गतीसह "चांगले" नियंत्रण अचूकता प्रदान करण्यास अनुमती देते

१.४. स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीचे वर्गीकरण

१.४.१. गणितीय वर्णनाच्या प्रकारानुसार वर्गीकरण

गणितीय वर्णनाच्या प्रकारावर आधारित (गतिशीलता आणि स्टॅटिक्सची समीकरणे), स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS) विभागली जातात रेखीय и अरेखीय प्रणाली (स्वयं-चालित गन किंवा SAR).

प्रत्येक "उपवर्ग" (रेखीय आणि नॉनलाइनर) अनेक "उपवर्ग" मध्ये विभागलेला आहे. उदाहरणार्थ, लिनियर सेल्फ-प्रोपेल्ड गन (एसएपी) मध्ये गणितीय वर्णनाच्या प्रकारात फरक आहे.
या सेमेस्टरमध्ये केवळ रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण (नियमन) प्रणालींच्या डायनॅमिक गुणधर्मांचा विचार केला जाणार असल्याने, खाली आम्ही रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS) साठी गणितीय वर्णनाच्या प्रकारानुसार वर्गीकरण प्रदान करतो:

1) इनपुट-आउटपुट व्हेरिएबल्समध्ये सामान्य विभेदक समीकरणांद्वारे (ओडीई) वर्णन केलेल्या रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली कायम गुणांक:

जेथे x(t) - इनपुट प्रभाव; y(t) - आउटपुट प्रभाव (समायोज्य मूल्य).

जर आपण रेखीय ODE लिहिण्यासाठी ऑपरेटर ("कॉम्पॅक्ट") फॉर्म वापरला, तर समीकरण (1.4.1) खालील फॉर्ममध्ये दर्शविले जाऊ शकते:

कुठे, p = d/dt - भिन्नता ऑपरेटर; L(p), N(p) संबंधित रेखीय विभेदक ऑपरेटर आहेत, जे समान आहेत:

2) रेखीय सामान्य भिन्न समीकरणे (ODE) सह वर्णन केलेल्या रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली चल (वेळेत) गुणांक:

सर्वसाधारण बाबतीत, अशा प्रणालींना नॉनलाइनर ऑटोमॅटिक कंट्रोल सिस्टम (NSA) म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते.

3) रेखीय फरक समीकरणांद्वारे वर्णन केलेल्या रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली:

जेथे f(…) - वितर्कांचे रेखीय कार्य; k = 1, 2, 3… - पूर्ण संख्या; Δt - परिमाणीकरण अंतराल (नमुना अंतराल).

समीकरण (1.4.4) "कॉम्पॅक्ट" नोटेशनमध्ये दर्शविले जाऊ शकते:

सामान्यतः, रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली (ACS) चे हे वर्णन डिजिटल नियंत्रण प्रणालीमध्ये (संगणक वापरून) वापरले जाते.

4) विलंबासह रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली:

जेथे L(p), N(p) - रेखीय विभेदक ऑपरेटर; τ - अंतर वेळ किंवा अंतर स्थिर.

जर ऑपरेटर्स L(p) и N(p) अध:पतन (L(p) = 1; N(p) = 1), नंतर समीकरण (1.4.6) आदर्श विलंब दुव्याच्या गतिशीलतेच्या गणितीय वर्णनाशी संबंधित आहे:

आणि त्याच्या गुणधर्मांचे ग्राफिक चित्र अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. १.४.१

तांदूळ. 1.4.1 — आदर्श विलंब दुव्याचे इनपुट आणि आउटपुटचे आलेख

5) मध्ये रेखीय भिन्न समीकरणांद्वारे वर्णन केलेल्या रेखीय स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली आंशिक डेरिव्हेटिव्ह्ज. अशा स्व-चालित गन अनेकदा म्हणतात वितरित केले नियंत्रण प्रणाली. ==> अशा वर्णनाचे "अमूर्त" उदाहरण:

समीकरणांची प्रणाली (1.4.7) रेखीयरित्या वितरित स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीच्या गतिशीलतेचे वर्णन करते, उदा. नियंत्रित प्रमाण केवळ वेळेवरच नाही तर एका अवकाशीय समन्वयावर देखील अवलंबून असते.
जर नियंत्रण प्रणाली "स्थानिक" ऑब्जेक्ट असेल, तर ==>

जेथे त्रिज्या वेक्टरद्वारे निर्धारित केलेल्या वेळेवर आणि अवकाशीय समन्वयांवर अवलंबून असते

6) स्वयं-चालित तोफा वर्णन केल्या आहेत प्रणाली ODE, किंवा फरक समीकरणांची प्रणाली, किंवा आंशिक भिन्न समीकरणांची प्रणाली ==> आणि असेच...

नॉनलाइनर ऑटोमॅटिक कंट्रोल सिस्टम (एसएपी) साठी समान वर्गीकरण प्रस्तावित केले जाऊ शकते ...

रेखीय प्रणालींसाठी खालील आवश्यकता पूर्ण केल्या जातात:

• ACS च्या स्थिर वैशिष्ट्यांची रेखीयता;
• डायनॅमिक्स समीकरणाची रेखीयता, उदा. डायनॅमिक्स समीकरणामध्ये व्हेरिएबल्स समाविष्ट आहेत फक्त रेखीय संयोजनात.

स्थिर वैशिष्ट्य म्हणजे स्थिर स्थितीत (जेव्हा सर्व क्षणिक प्रक्रिया संपलेल्या असतात) इनपुट प्रभावाच्या परिमाणावर आउटपुटचे अवलंबन असते.

स्थिर गुणांकांसह रेखीय सामान्य विभेदक समीकरणांद्वारे वर्णन केलेल्या प्रणालींसाठी, स्थिर वैशिष्ट्य डायनॅमिक समीकरण (1.4.1) पासून सर्व नॉन-स्टेशनरी अटी शून्यावर सेट करून प्राप्त केले जाते ==>

आकृती 1.4.2 स्वयंचलित नियंत्रण (नियमन) प्रणालींच्या रेखीय आणि नॉनलाइनर स्थिर वैशिष्ट्यांची उदाहरणे दाखवते.

तांदूळ. 1.4.2 - स्थिर रेखीय आणि नॉनलाइनर वैशिष्ट्यांची उदाहरणे

नॉनलाइनर गणितीय क्रिया (*, /, , , sin, ln, इ.). उदाहरणार्थ, काही "अमूर्त" स्व-चालित बंदुकीच्या गतिशील समीकरणाचा विचार करणे

लक्षात घ्या की या समीकरणात, एका रेखीय स्थिर वैशिष्ट्यासह समीकरणाच्या डाव्या बाजूला दुसरी आणि तिसरी संज्ञा (गतिशील संज्ञा) आहेत अरेखीय, म्हणून समान समीकरणाने वर्णन केलेले ACS आहे मध्ये नॉनलाइनर गतिमान योजना.

१.४.२. प्रसारित सिग्नलच्या स्वरूपानुसार वर्गीकरण

प्रसारित सिग्नलच्या स्वरूपावर आधारित, स्वयंचलित नियंत्रण (किंवा नियमन) प्रणाली विभागल्या जातात:

• सतत प्रणाली (सतत प्रणाली);
• रिले सिस्टम (रिले अॅक्शन सिस्टम);
• स्वतंत्र क्रिया प्रणाली (नाडी आणि डिजिटल).

प्रणाली सतत कृतीला अशा ACS म्हणतात, ज्याच्या प्रत्येक दुव्यामध्ये सतत वेळोवेळी इनपुट सिग्नलमध्ये बदल सततशी संबंधित आहे आउटपुट सिग्नलमध्ये बदल, तर आउटपुट सिग्नलमधील बदलाचा नियम अनियंत्रित असू शकतो. स्वयं-चालित तोफा सतत चालू ठेवण्यासाठी, सर्वांची स्थिर वैशिष्ट्ये आवश्यक आहेत दुवे सतत होते.

तांदूळ. 1.4.3 - सतत प्रणालीचे उदाहरण

प्रणाली रिले कृतीला स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली म्हणतात ज्यामध्ये कमीतकमी एका दुव्यामध्ये, इनपुट मूल्यामध्ये सतत बदलासह, नियंत्रण प्रक्रियेच्या काही क्षणी आउटपुट मूल्य इनपुट सिग्नलच्या मूल्यावर अवलंबून "उडी" बदलते. अशा दुव्याचे स्थिर वैशिष्ट्य आहे ब्रेक पॉइंट्स किंवा फाटणे सह फ्रॅक्चर.

तांदूळ. 1.4.4 - रिले स्थिर वैशिष्ट्यांची उदाहरणे

प्रणाली स्वतंत्र क्रिया ही एक प्रणाली आहे ज्यामध्ये कमीतकमी एका दुव्यामध्ये, इनपुट प्रमाणामध्ये सतत बदल करून, आउटपुट प्रमाण असते वैयक्तिक आवेगांचा प्रकार, ठराविक कालावधीनंतर दिसणे.

सतत सिग्नलला वेगळ्या सिग्नलमध्ये रूपांतरित करणाऱ्या लिंकला पल्स लिंक म्हणतात. तत्सम प्रकारचे प्रसारित सिग्नल संगणक किंवा नियंत्रकासह स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीमध्ये आढळतात.

सतत इनपुट सिग्नलला स्पंदित आउटपुट सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी सर्वात सामान्यपणे लागू केलेल्या पद्धती (अल्गोरिदम) आहेत:

• नाडी मोठेपणा मॉड्यूलेशन (PAM);
• पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन (PWM).

अंजीर मध्ये. आकृती 1.4.5 पल्स अॅम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन (PAM) अल्गोरिदमचे ग्राफिकल चित्रण दाखवते. अंजीर च्या शीर्षस्थानी. वेळेचे अवलंबन सादर केले आहे x(t) - सिग्नल प्रवेशद्वारावर आवेग विभागात. पल्स ब्लॉकचे आउटपुट सिग्नल (लिंक) y(t) - आयताकृती डाळींचा एक क्रम ज्यासह दिसत आहे कायम परिमाणीकरण कालावधी Δt (आकृतीचा खालचा भाग पहा). डाळींचा कालावधी Δ समान आणि समान आहे. ब्लॉकच्या आउटपुटवरील नाडी मोठेपणा या ब्लॉकच्या इनपुटवर सतत सिग्नल x(t) च्या संबंधित मूल्याच्या प्रमाणात आहे.

तांदूळ. 1.4.5 — नाडी मोठेपणा मॉड्यूलेशनची अंमलबजावणी

पल्स मॉड्युलेशनची ही पद्धत अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या (NPP) नियंत्रण आणि संरक्षण प्रणाली (CPS) च्या इलेक्ट्रॉनिक मापन उपकरणांमध्ये गेल्या शतकाच्या 70...80 च्या दशकात खूप सामान्य होती.

अंजीर मध्ये. आकृती 1.4.6 पल्स विड्थ मॉड्युलेशन (PWM) अल्गोरिदमचे ग्राफिकल चित्रण दाखवते. अंजीर च्या शीर्षस्थानी. 1.14 वेळ अवलंबित्व दाखवते x(t) - पल्स लिंकवर इनपुटवर सिग्नल. पल्स ब्लॉकचे आउटपुट सिग्नल (लिंक) y(t) - आयताकृती डाळींचा क्रम स्थिर परिमाणीकरण कालावधीसह दिसून येतो Δt (चित्र 1.14 च्या तळाशी पहा). सर्व डाळींचे मोठेपणा समान आहे. नाडी कालावधी Δt ब्लॉकच्या आउटपुटवर सतत सिग्नलच्या संबंधित मूल्याच्या प्रमाणात असते x(t) पल्स ब्लॉकच्या इनपुटवर.

तांदूळ. 1.4.6 — पल्स रुंदी मॉड्यूलेशनची अंमलबजावणी

पल्स मॉड्युलेशनची ही पद्धत सध्या इलेक्ट्रॉनिक मेजरिंग इक्विपमेंट ऑफ कंट्रोल अँड प्रोटेक्शन सिस्टम्स (CPS) अणुऊर्जा प्रकल्प (NPP) आणि इतर तांत्रिक प्रणालींच्या ACS मध्ये सर्वात सामान्य आहे.

या उपविभागाचा निष्कर्ष काढताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की सेल्फ-प्रोपेल्ड गन (एसएपी) च्या इतर दुव्यांमध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण वेळ स्थिर असल्यास लक्षणीय अधिक Δt (मोठेपणाच्या आदेशानुसार), नंतर नाडी प्रणाली सतत स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली मानली जाऊ शकते (वापरताना AIM आणि PWM दोन्ही).

१.४.३. नियंत्रणाच्या स्वरूपानुसार वर्गीकरण

नियंत्रण प्रक्रियेच्या स्वरूपावर आधारित, स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली खालील प्रकारांमध्ये विभागली जातात:

• निर्धारक स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली, ज्यामध्ये इनपुट सिग्नल निःसंदिग्धपणे आउटपुट सिग्नलशी संबंधित असू शकतो (आणि त्याउलट);
• स्टोकास्टिक एसीएस (सांख्यिकीय, संभाव्यता), ज्यामध्ये एसीएस दिलेल्या इनपुट सिग्नलला "प्रतिसाद" देते यादृच्छिक (स्टोकास्टिक) आउटपुट सिग्नल.

आउटपुट स्टॉकॅस्टिक सिग्नलचे वैशिष्ट्य आहे:

• वितरण कायदा;
• गणितीय अपेक्षा (सरासरी मूल्य);
• फैलाव (मानक विचलन).

नियंत्रण प्रक्रियेचे स्टोकेस्टिक स्वरूप सामान्यतः मध्ये पाळले जाते मूलत: नॉनलाइनर एसीएस दोन्ही स्थिर वैशिष्ट्यांच्या दृष्टिकोनातून आणि डायनॅमिक्स समीकरणांमधील डायनॅमिक संज्ञांच्या नॉनलाइनरिटीच्या दृष्टिकोनातून (अगदी मोठ्या प्रमाणात).

तांदूळ. 1.4.7 — स्टोकास्टिक स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीच्या आउटपुट मूल्याचे वितरण

नियंत्रण प्रणालीच्या वर्गीकरणाच्या वरील मुख्य प्रकारांव्यतिरिक्त, इतर वर्गीकरणे आहेत. उदाहरणार्थ, नियंत्रण पद्धतीनुसार वर्गीकरण केले जाऊ शकते आणि बाह्य वातावरणाशी परस्परसंवाद आणि पर्यावरणीय मापदंडांमधील बदलांसाठी एसीएसला अनुकूल करण्याच्या क्षमतेवर आधारित असू शकते. सिस्टम दोन मोठ्या वर्गांमध्ये विभागलेले आहेत:

1) अनुकूलन न करता सामान्य (स्व-समायोजित नसलेली) नियंत्रण प्रणाली; या प्रणाली सोप्या श्रेणीतील आहेत ज्या व्यवस्थापन प्रक्रियेदरम्यान त्यांची रचना बदलत नाहीत. ते सर्वात विकसित आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. सामान्य नियंत्रण प्रणाली तीन उपवर्गांमध्ये विभागली जातात: ओपन-लूप, बंद-लूप आणि एकत्रित नियंत्रण प्रणाली.

2) स्वयं-समायोजित (अनुकूल) नियंत्रण प्रणाली. या प्रणालींमध्ये, जेव्हा बाह्य परिस्थिती किंवा नियंत्रित ऑब्जेक्टची वैशिष्ट्ये बदलतात तेव्हा नियंत्रण उपकरणाच्या पॅरामीटर्समध्ये स्वयंचलित (पूर्वनिर्धारित नाही) बदल नियंत्रण प्रणाली गुणांक, नियंत्रण प्रणाली संरचना किंवा नवीन घटकांच्या परिचयातील बदलांमुळे होतो. .

वर्गीकरणाचे आणखी एक उदाहरण: श्रेणीबद्ध आधारानुसार (एक-स्तर, दोन-स्तरीय, बहु-स्तरीय).

केवळ नोंदणीकृत वापरकर्तेच सर्वेक्षणात भाग घेऊ शकतात. साइन इन करा, आपले स्वागत आहे.

UTS वर व्याख्याने प्रकाशित करणे सुरू ठेवायचे?

• 88,7%होय २०७

• 7,5%क्रमांक २४४

• 3,8%मला माहित नाही 5

133 वापरकर्त्यांनी मतदान केले. 10 वापरकर्ते दूर राहिले.

स्त्रोत: www.habr.com