Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Po publikoj kapitullin e parë të leksioneve mbi teorinë e kontrollit automatik, pas të cilave jeta juaj nuk do të jetë më kurrë si më parë.

Leksionet e kursit «Kontrolli i Sistemeve Teknike» mbahen nga Oleg Stepanoviç Kozlov në katedrën «Reaktorët bërthamorë dhe impiantet energjetike» të fakultetit «Inxhinieria e makinerive energjetike» të MGTU-së me emrin N.E. Bauman. Për këtë i takon një falënderim i madh.

Këto leksione janë ende në përgatitje për botim në formë libri, dhe duke qenë se këtu ka specialistë të TAU, studentë dhe thjesht të interesuar për këtë fushë, çdo kritikë është e mirëpritur.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

1. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

1.1. Qëllimet, parimet e kontrollit, llojet e sistemeve të kontrollit, përkufizimet bazë, shembuj

Zhvillimi dhe përmirësimi i prodhimit industrial (energjisë, transportit, ndërtimit të makinerive, teknologjisë hapësinore etj.) kërkon rritje të vazhdueshme të produktivitetit të makinave dhe agregateve, përmirësim të cilësisë së produkteve, ulje të kostos dhe, veçanërisht në energjetikën bërthamore, rritje të ndjeshme të sigurisë së funksionimit të centraleve bërthamore dhe instalimeve bërthamore (siguria bërthamore, rrezatimore etj.).

Realizimi i këtyre objektivave është i pamundur pa zbatimin e sistemeve moderne të kontrollit, duke përfshirë si sistemet e automatizuara (me pjesëmarrjen e operatorit njerëzor), ashtu edhe sistemet automatike të kontrollit (pa pjesëmarrjen e operatorit njerëzor) (SU).

Përkufizim: Kontrolli është një organizim i tillë i një procesi teknologjik të caktuar, që siguron arritjen e qëllimit të vendosur.

Teoria e kontrollit është një degë e shkencës dhe teknikës moderne. Ajo mbështetet si në disiplinat themelore (të përgjithshme shkencore) (për shembull, matematika, fizika, kimia etj.), ashtu edhe në disiplinat e aplikuara (elektronika, teknika e mikroprocesorëve, programimi etj.).

Çdo proces kontrolli (automatik) pĂ«rbĂ«het nga fazat (elementet) kryesore tĂ« mĂ«poshtme:

  • marrja e informacionit pĂ«r detyrĂ«n e kontrollit;
  • marrja e informacionit pĂ«r rezultatin e kontrollit;
  • analiza e informacionit tĂ« marrĂ«;
  • zbatimi i vendimit (veprimi mbi objektin e kontrollit).

Për realizimin e Procesit të Kontrollit, sistemi i kontrollit (SU) duhet të ketë:

  • burimet e informacionit pĂ«r detyrĂ«n e kontrollit;
  • burimet e informacionit pĂ«r rezultatet e kontrollit (sensorĂ« tĂ« ndryshĂ«m, pajisje matĂ«se, detektorĂ« etj.);
  • pajisje pĂ«r analizimin e informacionit tĂ« marrĂ« dhe marrjen e vendimit;
  • pajisje ekzekutive qĂ« veprojnĂ« mbi Objektin e Kontrollit, duke pĂ«rfshirĂ«: rregullatorin, motorĂ«t, pajisjet pĂ«rforcuese-shndĂ«rruese etj.

Përkufizim: Nëse sistemi i kontrollit (SK) përmban të gjitha pjesët e listuara më sipër, atëherë ai është i mbyllur.

Përkufizim: Kontrolli i një objekti teknik duke përdorur informacionin për rezultatet e kontrollit quhet parimi i lidhjes së kundërt.

Skematikisht, një sistem i tillë kontrolli mund të paraqitet në formën e mëposhtme:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.1.1 — Struktura e sistemit tĂ« kontrollit (SK)

Nëse sistemi i kontrollit (SK) ka një skemë strukturore, pamja e së cilës përputhet me fig. 1.1.1, dhe funksionon (punon) pa pjesëmarrjen e njeriut (operatorit), atëherë ai quhet sistem i kontrollit automatik (SKA).

Nëse SK funksionon me pjesëmarrjen e njeriut (operatorit), atëherë ai quhet SK i automatizuar.

Nëse kontrolli siguron ligjin e caktuar të ndryshimit të objektit në kohë, pavarësisht nga rezultatet e kontrollit, atëherë një kontroll i tillë kryhet me cikël të hapur, ndërsa vetë kontrolli quhet kontroll programor.

Sistemeve që punojnë me cikël të hapur u përkasin automatet industriale (linjat e konvejerit, linjat rrotulluese etj.), makinat me komandë numerike kompjuterike (CNC): shih shembullin në fig. 1.1.2.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig.1.1.2 — Shembull i kontrollit programor

Pajisja komanduese mund tĂ« jetĂ«, pĂ«r shembull, edhe njĂ« “kopjues”.

Meqenëse në këtë shembull nuk ka sensorë (matës) që kontrollojnë pjesën që prodhohet, atëherë nëse, për shembull, vegla prerëse është vendosur gabim ose është thyer, qëllimi i vendosur (prodhimi i pjesës) nuk mund të arrihet (realizohet). Zakonisht, në sisteme të këtij tipi nevojitet kontrolli në dalje, i cili vetëm do të konstatojë devijimin e përmasave dhe formës së pjesës nga ato të dëshiruara.

Sistemet automatike të kontrollit ndahen në 3 lloje:

  • sisteme tĂ« kontrollit automatik (SKA);
  • sisteme tĂ« rregullimit automatik (SRA);
  • sisteme ndjekĂ«se (SN).

SRA dhe SN janë nënkategori të SKA ==> Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike.

Përkufizim: Një sistem automatik kontrolli që siguron ruajtjen e një madhësie fizike të caktuar (ose një grupi madhësish) në objektin e kontrollit quhet sistem i rregullimit automatik (SAR).

Sistemet e rregullimit automatik (SAR) janë lloji më i përhapur i sistemeve të kontrollit automatik.

Rregullatori i parë automatik në botë (shekulli XVIII) ishte rregullatori i Watt-it. Kjo skemë (shih fig. 1.1.3) u zbatua nga Watt në Angli për të ruajtur shpejtësinë konstante të rrotullimit të rrotës së makinës me avull dhe, për rrjedhojë, për të mbajtur të pandryshuar shpejtësinë e rrotullimit (lëvizjes) së rrotullës (rripit) të transmisionit.

NĂ« kĂ«tĂ« skemĂ« elementet e ndjeshme (sensorĂ«t matĂ«s) janĂ« “peshat” (sferat). “Peshat” (sferat) gjithashtu “bĂ«jnĂ«â€ qĂ« tĂ« lĂ«vizĂ« leva dhe mĂ« pas valvula. Prandaj, ky sistem mund tĂ« klasifikohet si sistem i rregullimit tĂ« drejtpĂ«rdrejtĂ«, ndĂ«rsa rregullatori si rregullator me veprim tĂ« drejtpĂ«rdrejtĂ«, pasi ai njĂ«kohĂ«sisht kryen funksionet e “matĂ«sit” dhe tĂ« “rregullatorit”.

Në rregullatorët me veprim të drejtpërdrejtë burim shtesë energjie për të lëvizur organin rregullues nuk kërkohet.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.1.3 — Skema e rregullatorit automatik tĂ« Watt-it

Në sistemet e rregullimit jo të drejtpërdrejtë është i nevojshëm prania e një përforcuesi (për shembull, fuqie), si edhe e një mekanizmi shtesë ekzekutiv që përmban, për shembull, motor elektrik, servomotor, transmetim hidraulik etj.

Si shembull i SAU (sistemit të kontrollit automatik), në kuptimin e plotë të këtij përkufizimi, mund të shërbejë një sistem kontrolli që siguron vendosjen e raketës në orbitë, ku madhësia e kontrolluar mund të jetë, për shembull, këndi ndërmjet boshtit të raketës dhe normales ndaj Tokës ==> shih fig. 1.1.4.a dhe fig. 1.1.4.b

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.1.4 (a)
Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.1.4 (b)

1.2. Struktura e sistemeve të kontrollit: sisteme të thjeshta dhe shumëdimensionale

Në teorinë e Kontrollit të Sistemeve Teknike, çdo sistem zakonisht ndahet në një grup hallkash të lidhura në struktura rrjetore. Në rastin më të thjeshtë, sistemi përmban një hallkë të vetme, në hyrjen e së cilës jepet veprimi hyrës (hyrja), ndërsa në dalje merret përgjigjja e sistemit (dalja).

Në teorinë e Kontrollit të Sistemeve Teknike përdoren 2 mënyra kryesore për paraqitjen e hallkave të sistemeve të kontrollit:

— nĂ« variablat “hyrje-dalje”;

— nĂ« variablat e gjendjes (pĂ«r mĂ« shumĂ« hollĂ«si, shihni seksionet 6
7).

Paraqitja me variablat “hyrje-dalje” zakonisht pĂ«rdoret pĂ«r tĂ« pĂ«rshkruar sisteme relativisht tĂ« thjeshta, qĂ« kanĂ« njĂ« “hyrje” (njĂ« veprim komandues) dhe njĂ« “dalje” (njĂ« madhĂ«si tĂ« rregulluar, shih figurĂ«n 1.2.1).

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.2.1 – Paraqitje skematike e njĂ« sistemi tĂ« thjeshtĂ« tĂ« kontrollit

Zakonisht, ky përshkrim përdoret për SAU teknikisht jo shumë të ndërlikuara (sisteme të kontrollit automatik).

KohĂ«t e fundit, paraqitja me variablat e gjendjes po pĂ«rdoret gjerĂ«sisht, veçanĂ«risht pĂ«r sistemet teknikisht tĂ« ndĂ«rlikuara, pĂ«rfshirĂ« edhe SAU shumĂ«dimensionale. NĂ« fig. 1.2.2 paraqitet skema e njĂ« sistemi shumĂ«dimensional tĂ« kontrollit automatik, ku u1(t)
um(t) — veprimet komanduese (vektori i kontrollit), y1(t)
yp(t) — parametrat e rregulluar tĂ« SAU (vektori i daljes).

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.2.2 — Paraqitje skematike e njĂ« sistemi shumĂ«dimensional tĂ« kontrollit

Le tĂ« shqyrtojmĂ« mĂ« nĂ« hollĂ«si strukturĂ«n e SAU, tĂ« paraqitur me variablat “hyrje-dalje” dhe me njĂ« hyrje (veprim hyrĂ«s, referues ose komandues) dhe njĂ« dalje (veprim dalĂ«s ose variabĂ«l e kontrolluar (ose e rregulluar)).

Të supozojmë se skema strukturore e një SAU të tillë përbëhet nga një numër i caktuar elementesh (hallkash). Duke i grupuar hallkat sipas parimit funksional (çfarë bëjnë hallkat), skema strukturore e SAU mund të sillet në këtë formë tipike:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.2.3 — Skema strukturore e sistemit tĂ« kontrollit automatik

Me simbolin Δ(t) ose me variablĂ«n Δ(t) shĂ«nohet mospĂ«rputhja (gabimi) nĂ« daljen e pajisjes krahasuese, e cila mund tĂ« “punojĂ«â€ si nĂ« regjimin e veprimeve tĂ« thjeshta krahasuese aritmetike (mĂ« shpesh zbritje, mĂ« rrallĂ« mbledhje), ashtu edhe nĂ« regjimin e veprimeve (procedurave) krahasuese mĂ« tĂ« ndĂ«rlikuara.

MeqenĂ«se y1(t) = y(t)*k1index k1 — koeficienti i pĂ«rforcimit, atĂ«herĂ« ==>
Δ(t) = x(t) — y1(t) = x(t) — k1*y(t)

Detyra e sistemit tĂ« kontrollit Ă«shtĂ« (nĂ«se ai Ă«shtĂ« i qĂ«ndrueshĂ«m) tĂ« “punojĂ«â€ pĂ«r eliminimin e mospĂ«rputhjes (gabimit) Δ(t), domethĂ«nĂ« ==> Δ(t) → 0.

Duhet theksuar se mbi sistemin e kontrollit veprojnë si ndikime të jashtme (komandues, shqetësues, ndërhyrje), ashtu edhe ndërhyrje të brendshme. Ndërhyrja dallohet nga ndikimi për shkak të natyrës stokastike (rastësore) të ekzistencës së saj, ndërsa ndikimi pothuajse gjithmonë është i determinuar.

Për të shënuar sinjalin komandues (sinjalin referencë) do të përdorim ose x(t), ose u(t).

1.3. Ligjet themelore të kontrollit

NĂ«se kthehemi te figura e fundit (skema strukturore e SAU nĂ« fig. 1.2.3), atĂ«herĂ« Ă«shtĂ« e nevojshme tĂ« “shpjegohet” roli qĂ« luan pajisja pĂ«rforcuese-shndĂ«rruese (çfarĂ« funksionesh kryen ajo).

NĂ«se pajisja pĂ«rforcuese-shndĂ«rruese (UPU) kryen vetĂ«m pĂ«rforcimin (ose dobĂ«simin) e sinjalit tĂ« mospĂ«rputhjes Δ(t), pĂ«rkatĂ«sisht: Hyrje nĂ« teorinĂ« e kontrollit automatik. Konceptet bazĂ« tĂ« teorisĂ« sĂ« kontrollit tĂ« sistemeve teknikeindex Hyrje nĂ« teorinĂ« e kontrollit automatik. Konceptet bazĂ« tĂ« teorisĂ« sĂ« kontrollit tĂ« sistemeve teknike– koeficienti i proporcionalitetit (nĂ« rastin e veçantĂ« Hyrje nĂ« teorinĂ« e kontrollit automatik. Konceptet bazĂ« tĂ« teorisĂ« sĂ« kontrollit tĂ« sistemeve teknike = Const), atĂ«herĂ« ky regjim i kontrollit tĂ« SAU tĂ« mbyllur quhet regjim i kontrollit proporcional (P-kontroll).

NĂ«se UPU formon sinjalin dalĂ«s Δ1(t), proporcional me gabimin Δ(t) dhe integralin e Δ(t), d.m.th. Hyrje nĂ« teorinĂ« e kontrollit automatik. Konceptet bazĂ« tĂ« teorisĂ« sĂ« kontrollit tĂ« sistemeve teknike, atĂ«herĂ« ky regjim kontrolli quhet proporcional-integrues (PI-kontroll). ==> Hyrje nĂ« teorinĂ« e kontrollit automatik. Konceptet bazĂ« tĂ« teorisĂ« sĂ« kontrollit tĂ« sistemeve teknikeindex b – koeficienti i proporcionalitetit (nĂ« rastin e veçantĂ« b = Const).

Zakonisht PI-kontrolli përdoret për të rritur saktësinë e kontrollit (rregullimit).

Nëse UPU formon sinjalin dalës Δ1(t), proporcional me gabimin Δ(t) dhe derivatin e tij, atëherë ky regjim quhet proporcional-diferencues (PD-kontroll): ==> Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Zakonisht përdorimi i PD-kontrollit rrit shpejtësinë e reagimit të SAU

Nëse UPU formon sinjalin dalës Δ1(t), proporcional me gabimin Δ(t), derivatin e tij dhe integralin e gabimit ==> Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike, atëherë ky regjim quhet, pra ky regjim kontrolli quhet regjim kontrolli proporcional-integral-diferencues (PID-kontroll).

PID-kontrolli shpesh bĂ«n tĂ« mundur sigurimin e njĂ« saktĂ«sie “tĂ« mirĂ«â€ kontrolli me njĂ« shpejtĂ«si reagimi “tĂ« mirĂ«â€

1.4. Klasifikimi i sistemeve të kontrollit automatik

1.4.1. Klasifikimi sipas llojit të përshkrimit matematikor

Sipas llojit të përshkrimit matematikor (ekuacionet e dinamikës dhe statikës), sistemet e kontrollit automatik (SAU) ndahen në lineare dhe jolineare sisteme (SAU ose SAR).

Çdo “nĂ«nklasĂ«â€ (linear dhe jolinear) ndahet mĂ« tej nĂ« njĂ« sĂ«rĂ« “nĂ«nklasash” tĂ« tjera. PĂ«r shembull, SAU-t lineare (SAR) dallohen sipas llojit tĂ« pĂ«rshkrimit matematikor.
Meqenëse në këtë semestër do të shqyrtohen vetëm vetitë dinamike të sistemeve lineare të kontrollit automatik (rregullimit), më poshtë po japim klasifikimin sipas llojit të përshkrimit matematikor për SAU-t lineare (SAR):

1) Sisteme lineare të kontrollit automatik, të përshkruara në ndryshoret «hyrje-dalje» me ekuacione diferenciale të zakonshme lineare (EDZ) me konstant koeficientë:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

ku x(t) – veprimi hyrĂ«s; y(t) – veprimi dalĂ«s (madhĂ«sia e rregulluar).

Nëse përdoret forma operatoriale («kompakte») e shkrimit të një EDZ lineare, atëherë ekuacioni (1.4.1) mund të paraqitet në formën vijuese:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

ku, p = d/dt — operatori i diferencimit; L(p), N(p) — operatorĂ«t pĂ«rkatĂ«s diferencialĂ« linearĂ«, tĂ« cilĂ«t janĂ« tĂ« barabartĂ« me:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

2) Sisteme lineare të kontrollit automatik, të përshkruara me ekuacione diferenciale të zakonshme lineare (EDZ) me të ndryshueshëm koeficientë (në kohë):

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Në rastin e përgjithshëm, sisteme të tilla mund të përfshihen edhe në klasën e SAU-ve jolineare (SAR).

3) Sisteme lineare të kontrollit automatik, të përshkruara me ekuacione lineare me diferenca:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

ku f(
) – funksion linear i argumenteve; k = 1, 2, 3
 — numra tĂ« plotĂ«; Δt – intervali i kuantizimit (intervali i diskretizimit).

Ekuacioni (1.4.4) mund të paraqitet në formë «kompakte»:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Zakonisht, ky përshkrim i SAU-ve lineare (SAR) përdoret në sistemet digjitale të kontrollit (me përdorimin e kompjuterit).

4) Sisteme lineare të kontrollit automatik me vonesë:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

ku L(p), N(p) — operatorĂ« diferencialĂ« linearĂ«; τ — koha e vonesĂ«s ose konstanta e vonesĂ«s.

Nëse operatorët L(p) dhe N(p) degjenerohen (L(p) = 1; N(p) = 1), atëherë ekuacioni (1.4.6) i korrespondon përshkrimit matematikor të dinamikës së hallkës së vonesës ideale:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

ndërsa ilustrimi grafik i vetive të saj është paraqitur në fig. 1.4.1

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.1 — GrafikĂ«t e hyrjes dhe daljes sĂ« hallkĂ«s sĂ« vonesĂ«s ideale

5) Sisteme lineare të kontrollit automatik, të përshkruara me ekuacione diferenciale lineare me derivate të pjesshme. Shpesh, SAU të tilla quhen të shpërndara sisteme kontrolli. ==> Shembull «abstrakt» i një përshkrimi të tillë:

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Sistemi i ekuacioneve (1.4.7) përshkruan dinamikën e një SAU-je të shpërndarë në mënyrë lineare, domethënë madhësia e rregulluar varet jo vetëm nga koha, por edhe nga një koordinatë hapësinore.
Nëse sistemi i kontrollit përfaqëson një objekt «hapësinor», atëherë ==>

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

ku Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike varet nga koha dhe koordinatat hapësinore, të përcaktuara nga vektori i rrezes Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

6) SAU tĂ« pĂ«rshkruara me sisteme ODE, ose me sisteme ekuacionesh me diferenca, ose me sisteme ekuacionesh me derivate tĂ« pjesshme ==> e kĂ«shtu me radhë 

Një klasifikim i ngjashëm mund të propozohet edhe për SAU-të (SAR-të) jolineare


Për sistemet lineare plotësohen kërkesat e mëposhtme:

  • lineariteti i karakteristikĂ«s statike tĂ« SAU-sĂ«;
  • lineariteti i ekuacionit tĂ« dinamikĂ«s, domethĂ«nĂ« ndryshoret nĂ« ekuacionin e dinamikĂ«s hyjnĂ« vetĂ«m nĂ« kombinim linear.

Karakteristikë statike quhet varësia e daljes nga madhësia e veprimit hyrës në regjim të qëndrueshëm (kur të gjitha proceset kalimtare janë shuar).

Për sistemet e përshkruara me ekuacione diferenciale të zakonshme lineare me koeficientë konstantë, karakteristika statike merret nga ekuacioni i dinamikës (1.4.1) duke barazuar me zero të gjithë anëtarët jostacionarë ==>

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

Në fig. 1.4.2 paraqiten shembuj të karakteristikave statike lineare dhe jolineare të sistemeve të kontrollit automatik (rregullimit).

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.2 — Shembuj tĂ« karakteristikave statike lineare dhe jolineare

Jolineariteti i anëtarëve që përmbajnë derivate sipas kohës në ekuacionet e dinamikës mund të shfaqet gjatë përdorimit të operacioneve matematikore jolineare (*, \/, Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike, Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike, sin, ln etj.). Për shembull, duke shqyrtuar ekuacionin e dinamikës së një SAU-je «abstrakte»

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike

vĂ«rejmĂ« se nĂ« kĂ«tĂ« ekuacion, me karakteristikĂ« statike lineare Hyrje nĂ« teorinĂ« e kontrollit automatik. Konceptet bazĂ« tĂ« teorisĂ« sĂ« kontrollit tĂ« sistemeve teknike anĂ«tari i dytĂ« dhe i tretĂ« (anĂ«tarĂ«t dinamikĂ«) nĂ« anĂ«n e majtĂ« tĂ« ekuacionit — jolineareprandaj SAU-ja e pĂ«rshkruar nga njĂ« ekuacion i tillĂ« Ă«shtĂ« jolineare nĂ« aspektin dinamik.

1.4.2. Klasifikimi sipas natyrës së sinjaleve të transmetuara

Sipas natyrës së sinjaleve të transmetuara, sistemet e kontrollit automatik (ose të rregullimit) ndahen në:

  • sisteme tĂ« vazhdueshme (sisteme me veprim tĂ« vazhdueshĂ«m);
  • sisteme rele (sisteme me veprim rele);
  • sisteme me veprim diskret (impulsive dhe dixhitale).

Sistem të vazhdueshëm veprimit quhet një sistem i tillë i automatizuar i kontrollit, në secilën hallkë të të cilit të vazhdueshëm ndryshimit të sinjalit hyrës në kohë i korrespondon një ndryshim i vazhdueshëm i sinjalit dalës, ndërsa ligji i ndryshimit të sinjalit dalës mund të jetë arbitrar. Që SAK të jetë i vazhdueshëm, është e nevojshme që karakteristikat statike të të gjitha hallkave të jenë të vazhdueshme.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.3 — Shembull i njĂ« sistemi tĂ« vazhdueshĂ«m

Sistem rele veprimit quhet SAK, nĂ« tĂ« cilin tĂ« paktĂ«n nĂ« njĂ« hallkĂ«, gjatĂ« ndryshimit tĂ« vazhdueshĂ«m tĂ« madhĂ«sisĂ« hyrĂ«se, madhĂ«sia dalĂ«se nĂ« disa momente tĂ« procesit tĂ« kontrollit ndryshon “me kĂ«rcim” nĂ« varĂ«si tĂ« madhĂ«sisĂ« sĂ« sinjalit hyrĂ«s. Karakteristika statike e njĂ« hallke tĂ« tillĂ« ka pika ndĂ«rprerjeje ose thyerje me ndĂ«rprerje.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.4 — Shembuj tĂ« karakteristikave statike rele

Sistem diskret veprimit quhet sistem që, të paktën në një hallkë, gjatë ndryshimit të vazhdueshëm të madhësisë hyrëse, madhësia dalëse ka formën e impulseve të veçuara, të cilat shfaqen pas një intervali të caktuar kohor.

Hallka që shndërron sinjalin e vazhdueshëm në sinjal diskret quhet impulsive. Ky lloj sinjalesh të transmetuara përdoret në SAK me kompjuter ose kontrollues.

Më shpesh zbatohen metodat (algoritmet) e mëposhtme të shndërrimit të sinjalit hyrës të vazhdueshëm në sinjal dalës impulsiv:

  • modulim amplitudĂ«-impuls (AIM);
  • modulim gjerĂ«si-impuls (ShIM).

NĂ« fig. 1.4.5 paraqitet ilustrimi grafik i algoritmit tĂ« modulimit amplitudĂ«-impuls (AIM). NĂ« pjesĂ«n e sipĂ«rme tĂ« fig. paraqitet varĂ«sia kohore x(t) — e sinjalit nĂ« hyrje tĂ« hallkĂ«s impulsive. Sinjali dalĂ«s i bllokut (hallkĂ«s) impulsiv y(t) – njĂ« sekuencĂ« impulsesh drejtkĂ«ndore, qĂ« shfaqen me tĂ« pandryshueshme periudhĂ« kuantizimi Δt (shih pjesĂ«n e poshtme tĂ« fig.). KohĂ«zgjatja e impulseve Ă«shtĂ« e njĂ«jtĂ« dhe e barabartĂ« me Δ. Amplituda e impulsit nĂ« daljen e bllokut Ă«shtĂ« proporcionale me vlerĂ«n pĂ«rkatĂ«se tĂ« sinjalit tĂ« vazhdueshĂ«m x(t) nĂ« hyrje tĂ« kĂ«tij blloku.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.5 — Zbatimi i modulimit amplitudĂ«-impuls

Kjo metodë e modulimit impulsiv ka qenë shumë e përhapur në pajisjet elektronike matëse të sistemeve të kontrollit dhe mbrojtjes (SUZ) të centraleve bërthamore energjetike (YaEU) në vitet 70
80 të shekullit të kaluar.

NĂ« fig. 1.4.6 paraqitet njĂ« ilustrim grafik i algoritmit tĂ« modulimit me gjerĂ«si impulsi (PWM). NĂ« pjesĂ«n e sipĂ«rme tĂ« fig. 1.14 paraqitet varĂ«sia kohore x(t) – e sinjalit nĂ« hyrje tĂ« bllokut impulsiv. Sinjali nĂ« dalje i bllokut impulsiv (hallkĂ«s) y(t) – Ă«shtĂ« njĂ« sekuencĂ« impulsesh drejtkĂ«ndore, qĂ« shfaqen me njĂ« periudhĂ« konstante tĂ« kuantizimit Δt (shih pjesĂ«n e poshtme tĂ« fig. 1.14). Amplituda e tĂ« gjitha impulseve Ă«shtĂ« e njĂ«jtĂ«. KohĂ«zgjatja e impulsit Δt nĂ« dalje tĂ« bllokut Ă«shtĂ« proporcionale me vlerĂ«n pĂ«rkatĂ«se tĂ« sinjalit tĂ« vazhdueshĂ«m x(t) nĂ« hyrje tĂ« bllokut impulsiv.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.6 — Realizimi i modulimit me gjerĂ«si impulsi

Kjo metodë e modulimit impulsiv aktualisht është më e përdorura në pajisjet elektronike matëse të sistemeve të kontrollit dhe mbrojtjes (SUZ) të centraleve bërthamore energjetike (YaEU), si dhe në ACS të sistemeve të tjera teknike.

NĂ« pĂ«rfundim tĂ« kĂ«tij nĂ«nseksioni, duhet theksuar se nĂ«se konstantet karakteristike tĂ« kohĂ«s nĂ« hallkat e tjera tĂ« ACS (SAR) janĂ« dukshĂ«m mĂ« tĂ« mĂ«dha se Δt (me rend madhĂ«sie), atĂ«herĂ« sistemi impulsiv mund tĂ« konsiderohet si njĂ« sistem i vazhdueshĂ«m i kontrollit automatik (gjatĂ« pĂ«rdorimit tĂ« si AIM, ashtu edhe PWM).

1.4.3. Klasifikimi sipas karakterit të kontrollit

Sipas karakterit të proceseve të kontrollit, sistemet e kontrollit automatik ndahen në këto lloje:

  • ACS deterministe, nĂ« tĂ« cilat sinjalit hyrĂ«s mund t’i korrespondojĂ« nĂ« mĂ«nyrĂ« tĂ« njĂ«kuptimtĂ« njĂ« sinjal dalĂ«s (dhe anasjelltas);
  • ACS stokastike (statistikore, probabilistike), nĂ« tĂ« cilat ndaj njĂ« sinjali tĂ« caktuar hyrĂ«s ACS “pĂ«rgjigjet” me njĂ« sinjal dalĂ«s tĂ« rastĂ«sishĂ«m (stokastik).

Sinjali stokastik në dalje karakterizohet nga:

  • ligji i shpĂ«rndarjes;
  • pritja matematike (vlera mesatare);
  • varianca (devijimi standard).

Karakteri stokastik i procesit të kontrollit zakonisht vërehet në SAR dukshëm jolineare si nga pikëpamja e karakteristikës statike, ashtu edhe nga pikëpamja (madje në një masë edhe më të madhe) e jolinearitetit të termave dinamikë në ekuacionet e dinamikës.

Hyrje në teorinë e kontrollit automatik. Konceptet bazë të teorisë së kontrollit të sistemeve teknike
Fig. 1.4.7 — ShpĂ«rndarja e madhĂ«sisĂ« dalĂ«se tĂ« njĂ« ACS stokastike

Përveç llojeve kryesore të klasifikimit të sistemeve të kontrollit të paraqitura më sipër, ekzistojnë edhe klasifikime të tjera. Për shembull, klasifikimi mund të bëhet sipas metodës së kontrollit dhe të bazohet në ndërveprimin me mjedisin e jashtëm si dhe në mundësinë e përshtatjes së SAU ndaj ndryshimit të parametrave të mjedisit. Sistemet ndahen në dy klasa të mëdha:

1) SU të zakonshme (jo vetërregulluese) pa adaptim; këto sisteme i përkasin kategorisë së thjeshtë, që nuk e ndryshojnë strukturën e tyre gjatë procesit të kontrollit. Ato janë më të zhvilluara dhe përdoren gjerësisht. SU-të e zakonshme ndahen në tre nënklasa: sisteme kontrolli me qark të hapur, me qark të mbyllur dhe të kombinuara.

2) SU vetërregulluese (adaptive). Në këto sisteme, kur ndryshojnë kushtet e jashtme ose karakteristikat e objektit të rregullimit, ndodh një ndryshim automatik (i papërcaktuar paraprakisht) i parametrave të pajisjes së kontrollit përmes ndryshimit të koeficientëve të SU, strukturës së SU ose edhe përmes shtimit të elementeve të reja.

Një shembull tjetër i klasifikimit: sipas kriterit hierarkik (me një nivel, me dy nivele, me shumë nivele).

Vetëm përdoruesit e regjistruar mund të marrin pjesë në anketë. Hyni, ju lutem.

Të vazhdohet publikimi i leksioneve për UTS?

  • 88,7%Po118

  • 7,5%Jo10

  • 3,8%Nuk e di5

Kanë votuar 133 përdorues. 10 përdorues abstenuan.

Burimi: habr.com

Blini hosting tĂ« besueshĂ«m pĂ«r faqe interneti me mbrojtje nga DDoS, serverĂ« VPS VDS đŸ”„ Blini hosting tĂ« besueshĂ«m pĂ«r faqe interneti me mbrojtje nga DDoS, serverĂ« VPS VDS | ProHoster