నేను స్వయంచాలక నియంత్రణ సిద్ధాంతంపై ఉపన్యాసాల మొదటి అధ్యాయాన్ని ప్రచురిస్తున్నాను, దాని తర్వాత మీ జీవితం ఎప్పటికీ ఒకేలా ఉండదు.

MSTU యొక్క "పవర్ మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్" ఫ్యాకల్టీ "న్యూక్లియర్ రియాక్టర్స్ అండ్ పవర్ ప్లాంట్స్" విభాగంలో ఒలేగ్ స్టెపనోవిచ్ కోజ్లోవ్ "మేనేజ్మెంట్ ఆఫ్ టెక్నికల్ సిస్టమ్స్" కోర్సుపై ఉపన్యాసాలు అందించారు. N.E. బామన్. అందుకు నేను అతనికి చాలా కృతజ్ఞుడను.

ఈ ఉపన్యాసాలు ఇప్పుడే పుస్తక రూపంలో ప్రచురించడానికి సిద్ధమవుతున్నాయి మరియు TAU నిపుణులు, విద్యార్థులు మరియు సబ్జెక్ట్‌పై కేవలం ఆసక్తి ఉన్నవారు ఉన్నందున, ఏదైనా విమర్శకు స్వాగతం.

1. సాంకేతిక వ్యవస్థల నియంత్రణ సిద్ధాంతం యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు

1.1 లక్ష్యాలు, నిర్వహణ సూత్రాలు, నిర్వహణ వ్యవస్థల రకాలు, ప్రాథమిక నిర్వచనాలు, ఉదాహరణలు

పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి (శక్తి, రవాణా, మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్, అంతరిక్ష సాంకేతికత మొదలైనవి) అభివృద్ధి మరియు మెరుగుదల కోసం యంత్రాలు మరియు యూనిట్ల ఉత్పాదకతలో నిరంతర పెరుగుదల, ఉత్పత్తి నాణ్యతను మెరుగుపరచడం, ఖర్చులను తగ్గించడం మరియు ముఖ్యంగా అణుశక్తిలో గణనీయమైన పెరుగుదల అవసరం. భద్రత (న్యూక్లియర్, రేడియేషన్, మొదలైనవి) .d.) అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు మరియు అణు సంస్థాపనల ఆపరేషన్.

స్వయంచాలక (మానవ ఆపరేటర్ భాగస్వామ్యంతో) మరియు స్వయంచాలక (మానవ ఆపరేటర్ భాగస్వామ్యం లేకుండా) నియంత్రణ వ్యవస్థలు (CS) రెండింటితో సహా ఆధునిక నియంత్రణ వ్యవస్థలను ప్రవేశపెట్టకుండా నిర్దేశించిన లక్ష్యాల అమలు అసాధ్యం.

నిర్వచనం: నిర్వహణ అనేది ఒక నిర్దిష్ట సాంకేతిక ప్రక్రియ యొక్క సంస్థ, ఇది నిర్ణీత లక్ష్యాన్ని సాధించడాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

నియంత్రణ సిద్ధాంతం ఆధునిక సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో ఒక శాఖ. ఇది ప్రాథమిక (సాధారణ శాస్త్రీయ) విభాగాలు (ఉదాహరణకు, గణితం, భౌతిక శాస్త్రం, రసాయన శాస్త్రం, మొదలైనవి) మరియు అనువర్తిత విభాగాలు (ఎలక్ట్రానిక్స్, మైక్రోప్రాసెసర్ టెక్నాలజీ, ప్రోగ్రామింగ్ మొదలైనవి) రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఏదైనా నియంత్రణ ప్రక్రియ (ఆటోమేటిక్) కింది ప్రధాన దశలను (మూలకాలు) కలిగి ఉంటుంది:

• నియంత్రణ పని గురించి సమాచారాన్ని పొందడం;
• నిర్వహణ ఫలితం గురించి సమాచారాన్ని పొందడం;
• అందుకున్న సమాచారం యొక్క విశ్లేషణ;
• నిర్ణయం అమలు (నియంత్రణ వస్తువుపై ప్రభావం).

నిర్వహణ ప్రక్రియను అమలు చేయడానికి, నిర్వహణ వ్యవస్థ (CS) తప్పనిసరిగా కలిగి ఉండాలి:

• నిర్వహణ పని గురించి సమాచార వనరులు;
• నియంత్రణ ఫలితాల గురించి సమాచార వనరులు (వివిధ సెన్సార్లు, కొలిచే పరికరాలు, డిటెక్టర్లు మొదలైనవి);
• అందుకున్న సమాచారాన్ని విశ్లేషించడానికి మరియు పరిష్కారాలను అభివృద్ధి చేయడానికి పరికరాలు;
• కంట్రోల్ ఆబ్జెక్ట్‌పై పనిచేసే యాక్యుయేటర్లు: రెగ్యులేటర్, మోటార్లు, యాంప్లిఫికేషన్-కన్వర్టింగ్ పరికరాలు మొదలైనవి.

నిర్వచనం: నియంత్రణ వ్యవస్థ (CS) పైన పేర్కొన్న అన్ని భాగాలను కలిగి ఉంటే, అది మూసివేయబడుతుంది.

నిర్వచనం: నియంత్రణ ఫలితాల గురించి సమాచారాన్ని ఉపయోగించి సాంకేతిక వస్తువు యొక్క నియంత్రణను అభిప్రాయ సూత్రం అంటారు.

క్రమపద్ధతిలో, అటువంటి నియంత్రణ వ్యవస్థను ఇలా సూచించవచ్చు:

అన్నం. 1.1.1 — నియంత్రణ వ్యవస్థ (MS) నిర్మాణం

నియంత్రణ వ్యవస్థ (CS) బ్లాక్ రేఖాచిత్రాన్ని కలిగి ఉంటే, దాని రూపం అంజీర్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది. 1.1.1, మరియు మానవ (ఆపరేటర్) భాగస్వామ్యం లేకుండా విధులు (పనులు), అప్పుడు దానిని అంటారు ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ (ACS).

నియంత్రణ వ్యవస్థ ఒక వ్యక్తి (ఆపరేటర్) భాగస్వామ్యంతో పనిచేస్తే, దానిని పిలుస్తారు స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థ.

నియంత్రణ ఫలితాలతో సంబంధం లేకుండా, ఒక వస్తువును సమయానికి మార్చడానికి నియంత్రణ ఇచ్చిన చట్టాన్ని అందించినట్లయితే, అటువంటి నియంత్రణ ఓపెన్ లూప్‌లో నిర్వహించబడుతుంది మరియు నియంత్రణను అంటారు. ప్రోగ్రామ్ నియంత్రించబడుతుంది.

ఓపెన్-లూప్ సిస్టమ్స్‌లో ఇండస్ట్రియల్ మెషీన్లు (కన్వేయర్ లైన్లు, రోటరీ లైన్లు మొదలైనవి), కంప్యూటర్ న్యూమరికల్ కంట్రోల్ (CNC) మెషీన్లు ఉన్నాయి: ఉదాహరణలో అంజీర్ చూడండి. 1.1.2

Fig.1.1.2 - ప్రోగ్రామ్ నియంత్రణకు ఉదాహరణ

మాస్టర్ పరికరం ఉదాహరణకు, "కాపియర్" కావచ్చు.

ఈ ఉదాహరణలో తయారు చేయబడిన భాగాన్ని పర్యవేక్షించే సెన్సార్లు (మీటర్లు) లేవు కాబట్టి, ఉదాహరణకు, కట్టర్ తప్పుగా వ్యవస్థాపించబడినా లేదా విరిగిపోయినా, నిర్ణీత లక్ష్యం (భాగం యొక్క ఉత్పత్తి) సాధించబడదు (అవగాహన). సాధారణంగా, ఈ రకమైన సిస్టమ్‌లలో, అవుట్‌పుట్ నియంత్రణ అవసరం, ఇది కావలసిన దాని నుండి భాగం యొక్క కొలతలు మరియు ఆకృతి యొక్క విచలనాన్ని మాత్రమే రికార్డ్ చేస్తుంది.

స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థలు 3 రకాలుగా విభజించబడ్డాయి:

• ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ACS);
• ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ACS);
• ట్రాకింగ్ సిస్టమ్స్ (SS).

SAR మరియు SS లు SPG ==> ఉపసమితులు .

నిర్వచనం: నియంత్రణ వస్తువులో ఏదైనా భౌతిక పరిమాణం (పరిమాణాల సమూహం) యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించే స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థను ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ (ACS) అంటారు.

ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ACS) అనేది ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ యొక్క అత్యంత సాధారణ రకం.

ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి ఆటోమేటిక్ రెగ్యులేటర్ (18వ శతాబ్దం) వాట్ రెగ్యులేటర్. ఈ పథకం (Fig. 1.1.3 చూడండి) ఆవిరి యంత్రం యొక్క చక్రం యొక్క స్థిరమైన భ్రమణ వేగాన్ని నిర్వహించడానికి మరియు తదనుగుణంగా, ట్రాన్స్మిషన్ పుల్లీ (బెల్ట్) యొక్క స్థిరమైన భ్రమణ వేగం (మోషన్) నిర్వహించడానికి ఇంగ్లాండ్‌లోని వాట్ చేత అమలు చేయబడింది. )

ఈ పథకంలో సున్నితమైన అంశాలు (కొలిచే సెన్సార్లు) "బరువులు" (గోళాలు). "బరువులు" (గోళాలు) కూడా రాకర్ చేతిని "బలవంతం" చేసి, ఆపై కవాటాన్ని కదలిస్తాయి. కాబట్టి, ఈ వ్యవస్థను ప్రత్యక్ష నియంత్రణ వ్యవస్థగా వర్గీకరించవచ్చు మరియు రెగ్యులేటర్‌ను ఇలా వర్గీకరించవచ్చు ప్రత్యక్ష నటన నియంత్రకం, ఇది "మీటర్" మరియు "రెగ్యులేటర్" రెండింటి యొక్క విధులను ఏకకాలంలో నిర్వహిస్తుంది కాబట్టి.

డైరెక్ట్ యాక్టింగ్ రెగ్యులేటర్లలో అదనపు మూలం రెగ్యులేటర్‌ను తరలించడానికి శక్తి అవసరం లేదు.

అన్నం. 1.1.3 - వాట్ ఆటోమేటిక్ రెగ్యులేటర్ సర్క్యూట్

పరోక్ష నియంత్రణ వ్యవస్థలకు యాంప్లిఫైయర్ (ఉదాహరణకు, పవర్) యొక్క ఉనికి (ఉనికి) అవసరం, ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రిక్ మోటారు, సర్వోమోటర్, హైడ్రాలిక్ డ్రైవ్ మొదలైన వాటిని కలిగి ఉన్న అదనపు యాక్యుయేటర్.

స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థ (ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్) యొక్క ఉదాహరణ, ఈ నిర్వచనం యొక్క పూర్తి అర్థంలో, ఒక నియంత్రణ వ్యవస్థ, ఇది కక్ష్యలోకి రాకెట్ ప్రయోగాన్ని నిర్ధారిస్తుంది, ఇక్కడ నియంత్రిత వేరియబుల్ కావచ్చు, ఉదాహరణకు, రాకెట్ మధ్య కోణం. అక్షం మరియు భూమికి సాధారణం ==> అంజీర్ చూడండి. 1.1.4.a మరియు అంజీర్. 1.1.4.బి

అన్నం. 1.1.4(ఎ)

అన్నం. 1.1.4 (బి)

1.2 నియంత్రణ వ్యవస్థల నిర్మాణం: సాధారణ మరియు బహుమితీయ వ్యవస్థలు

టెక్నికల్ సిస్టమ్స్ మేనేజ్‌మెంట్ సిద్ధాంతంలో, ఏదైనా సిస్టమ్ సాధారణంగా నెట్‌వర్క్ నిర్మాణాలకు అనుసంధానించబడిన లింక్‌ల సమితిగా విభజించబడింది. సరళమైన సందర్భంలో, సిస్టమ్ ఒక లింక్‌ను కలిగి ఉంటుంది, దీని ఇన్‌పుట్ ఇన్‌పుట్ చర్య (ఇన్‌పుట్)తో సరఫరా చేయబడుతుంది మరియు ఇన్‌పుట్ వద్ద సిస్టమ్ (అవుట్‌పుట్) ప్రతిస్పందన పొందబడుతుంది.

టెక్నికల్ సిస్టమ్స్ మేనేజ్‌మెంట్ సిద్ధాంతంలో, నియంత్రణ వ్యవస్థల లింక్‌లను సూచించే 2 ప్రధాన మార్గాలు ఉపయోగించబడతాయి:

— "ఇన్‌పుట్-అవుట్‌పుట్" వేరియబుల్స్‌లో;

— స్టేట్ వేరియబుల్స్‌లో (మరిన్ని వివరాల కోసం, విభాగాలు 6...7 చూడండి).

ఇన్‌పుట్-అవుట్‌పుట్ వేరియబుల్స్‌లో ప్రాతినిధ్యం సాధారణంగా ఒక “ఇన్‌పుట్” (ఒక నియంత్రణ చర్య) మరియు ఒక “అవుట్‌పుట్” (ఒక నియంత్రిత వేరియబుల్, మూర్తి 1.2.1 చూడండి) కలిగిన సాపేక్షంగా సాధారణ వ్యవస్థలను వివరించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

అన్నం. 1.2.1 - సాధారణ నియంత్రణ వ్యవస్థ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం

సాధారణంగా, ఈ వివరణ సాంకేతికంగా సరళమైన ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్) కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

ఇటీవల, రాష్ట్ర వేరియబుల్స్‌లో ప్రాతినిధ్యం విస్తృతంగా మారింది, ప్రత్యేకించి మల్టీడైమెన్షనల్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లతో సహా సాంకేతికంగా సంక్లిష్ట వ్యవస్థలకు. అంజీర్లో. 1.2.2 మల్టీడైమెన్షనల్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యాన్ని చూపుతుంది, ఇక్కడ u1(t)…um(t) - నియంత్రణ చర్యలు (నియంత్రణ వెక్టర్), y1(t)…yp(t) - ACS (అవుట్‌పుట్ వెక్టర్) యొక్క సర్దుబాటు పారామితులు.

అన్నం. 1.2.2 — బహుమితీయ నియంత్రణ వ్యవస్థ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం

"ఇన్‌పుట్-అవుట్‌పుట్" వేరియబుల్స్‌లో సూచించబడిన మరియు ఒక ఇన్‌పుట్ (ఇన్‌పుట్ లేదా మాస్టర్, లేదా కంట్రోల్ యాక్షన్) మరియు ఒక అవుట్‌పుట్ (అవుట్‌పుట్ చర్య లేదా నియంత్రిత (లేదా సర్దుబాటు) వేరియబుల్) కలిగి ఉన్న ACS యొక్క నిర్మాణాన్ని మరింత వివరంగా పరిశీలిద్దాం.

అటువంటి ACS యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం నిర్దిష్ట సంఖ్యలో మూలకాలను (లింక్‌లు) కలిగి ఉంటుందని మనం అనుకుందాం. ఫంక్షనల్ సూత్రం ప్రకారం లింక్‌లను సమూహపరచడం ద్వారా (లింకులు ఏమి చేస్తాయి), ACS యొక్క నిర్మాణ రేఖాచిత్రం క్రింది సాధారణ రూపానికి తగ్గించబడుతుంది:

అన్నం. 1.2.3 - ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

చిహ్నం ε(t) లేదా వేరియబుల్ ε(t) పోలిక పరికరం యొక్క అవుట్‌పుట్‌లో అసమతుల్యతను (లోపం) సూచిస్తుంది, ఇది సాధారణ తులనాత్మక అంకగణిత కార్యకలాపాలు (చాలా తరచుగా తీసివేత, తక్కువ తరచుగా అదనంగా) మరియు మరింత సంక్లిష్టమైన తులనాత్మక కార్యకలాపాలు (విధానాలు) రెండింటి మోడ్‌లో “ఆపరేట్” చేయగలదు.

నుండి y1(t) = y(t)*k1పేరు k1 లాభం, అప్పుడు ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

నియంత్రణ వ్యవస్థ యొక్క పని (ఇది స్థిరంగా ఉంటే) అసమతుల్యతను (లోపం) తొలగించడానికి "పని" చేయడం. ε(t), అనగా ==> ε(t) → 0.

నియంత్రణ వ్యవస్థ బాహ్య ప్రభావాలు (నియంత్రించడం, కలవరపెట్టడం, జోక్యం) మరియు అంతర్గత జోక్యం రెండింటి ద్వారా ప్రభావితమవుతుందని గమనించాలి. జోక్యం దాని ఉనికి యొక్క యాదృచ్ఛికత (యాదృచ్ఛికత) ప్రభావం నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, అయితే ప్రభావం దాదాపు ఎల్లప్పుడూ నిర్ణయాత్మకంగా ఉంటుంది.

నియంత్రణను (సెట్టింగ్ చర్య) నియమించడానికి మేము దేనినైనా ఉపయోగిస్తాము x(t), లేదా u(t).

1.3 నియంత్రణ యొక్క ప్రాథమిక చట్టాలు

మేము చివరి ఫిగర్ (Fig. 1.2.3 లో ACS యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం)కి తిరిగి వస్తే, అప్పుడు యాంప్లిఫికేషన్-కన్వర్టింగ్ పరికరం (అది ఏ విధులు నిర్వహిస్తుంది) పోషించిన పాత్రను "అర్ధం" చేయడం అవసరం.

యాంప్లిఫికేషన్-కన్వర్టింగ్ పరికరం (ACD) అసమతుల్యత సిగ్నల్ ε(t)ని మాత్రమే మెరుగుపరుస్తుంది (లేదా అటెన్యూయేట్ చేస్తుంది), అవి: పేరు - అనుపాత గుణకం (ప్రత్యేక సందర్భంలో = కాన్స్ట్), అప్పుడు క్లోజ్డ్-లూప్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ యొక్క అటువంటి నియంత్రణ మోడ్‌ను మోడ్ అంటారు అనుపాత నియంత్రణ (P-నియంత్రణ).

నియంత్రణ యూనిట్ అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ ε1(t)ను ఉత్పత్తి చేస్తే, లోపం ε(t) మరియు ε(t) యొక్క సమగ్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అనగా. , అప్పుడు ఈ నియంత్రణ మోడ్ అంటారు దామాషా ప్రకారం-ఇంటిగ్రేటింగ్ (PI నియంత్రణ). ==> పేరు b - అనుపాత గుణకం (ప్రత్యేక సందర్భంలో b = కాన్స్ట్).

సాధారణంగా, నియంత్రణ (నియంత్రణ) ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి PI నియంత్రణ ఉపయోగించబడుతుంది.

నియంత్రణ యూనిట్ ఒక అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ ε1(t), లోపం ε(t) మరియు దాని ఉత్పన్నానికి అనులోమానుపాతంలో ఉత్పత్తి చేస్తే, ఈ మోడ్ అంటారు దామాషా ప్రకారం భేదం (PD నియంత్రణ): ==>

సాధారణంగా, PD నియంత్రణ ఉపయోగం ACS యొక్క పనితీరును పెంచుతుంది

నియంత్రణ యూనిట్ అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ ε1(t)ను ఉత్పత్తి చేస్తే, లోపం ε(t), దాని ఉత్పన్నం మరియు లోపం యొక్క సమగ్రం ==> , అప్పుడు ఈ మోడ్ అంటారు అప్పుడు ఈ నియంత్రణ మోడ్ అంటారు అనుపాత-సమగ్ర-భేద నియంత్రణ మోడ్ (PID నియంత్రణ).

PID నియంత్రణ తరచుగా "మంచి" వేగంతో "మంచి" నియంత్రణ ఖచ్చితత్వాన్ని అందించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది

1.4 ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ వర్గీకరణ

1.4.1 గణిత వివరణ రకం ద్వారా వర్గీకరణ

గణిత వివరణ రకం ఆధారంగా (డైనమిక్స్ మరియు స్టాటిక్స్ యొక్క సమీకరణాలు), ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ACS) విభజించబడ్డాయి సరళ и నాన్ లీనియర్ వ్యవస్థలు (స్వీయ-చోదక తుపాకులు లేదా SAR).

ప్రతి "ఉపవర్గం" (లీనియర్ మరియు నాన్ లీనియర్) అనేక "ఉపవర్గాలు"గా విభజించబడింది. ఉదాహరణకు, లీనియర్ సెల్ఫ్ ప్రొపెల్డ్ గన్‌లు (SAP) గణిత వివరణ రకంలో తేడాలను కలిగి ఉంటాయి.
ఈ సెమిస్టర్ లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ (రెగ్యులేషన్) సిస్టమ్‌ల యొక్క డైనమిక్ లక్షణాలను మాత్రమే పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది కాబట్టి, లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ACS) కోసం గణిత వివరణ రకం ప్రకారం మేము క్రింద వర్గీకరణను అందిస్తాము:

1) సాధారణ అవకలన సమీకరణాల (ODE) ద్వారా ఇన్‌పుట్-అవుట్‌పుట్ వేరియబుల్స్‌లో వివరించబడిన లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ శాశ్వత గుణకాలు:

పేరు x(t) - ఇన్పుట్ ప్రభావం; y(t) - అవుట్‌పుట్ ప్రభావం (సర్దుబాటు విలువ).

మేము సరళ ODEని వ్రాయడానికి ఆపరేటర్ ("కాంపాక్ట్") రూపాన్ని ఉపయోగిస్తే, అప్పుడు సమీకరణం (1.4.1) క్రింది రూపంలో సూచించబడుతుంది:

ఎక్కడ, p = d/dt - డిఫరెన్సియేషన్ ఆపరేటర్; L(p), N(p) సంబంధిత లీనియర్ డిఫరెన్షియల్ ఆపరేటర్లు, ఇవి సమానంగా ఉంటాయి:

2) సరళ సాధారణ అవకలన సమీకరణాల (ODE) ద్వారా వివరించబడిన సరళ స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థలు వేరియబుల్స్ (సమయంలో) గుణకాలు:

సాధారణ సందర్భంలో, అటువంటి వ్యవస్థలను నాన్ లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (SAP)గా వర్గీకరించవచ్చు.

3) సరళ స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థలు సరళ వ్యత్యాస సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడ్డాయి:

పేరు f(...) - ఆర్గ్యుమెంట్స్ యొక్క లీనియర్ ఫంక్షన్; k = 1, 2, 3… - మొత్తం సంఖ్యలు; Δt - పరిమాణ విరామం (నమూనా విరామం).

సమీకరణం (1.4.4) "కాంపాక్ట్" సంజ్ఞామానంలో సూచించబడుతుంది:

సాధారణంగా, లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (ACS) యొక్క ఈ వివరణ డిజిటల్ నియంత్రణ వ్యవస్థలలో (కంప్యూటర్ ఉపయోగించి) ఉపయోగించబడుతుంది.

4) ఆలస్యంతో సరళ స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థలు:

పేరు L(p), N(p) - లీనియర్ డిఫరెన్షియల్ ఆపరేటర్లు; τ - ఆలస్యం సమయం లేదా లాగ్ స్థిరంగా.

ఆపరేటర్లు అయితే L(p) и N(p) క్షీణించు (L(p) = 1; N(p) = 1), తర్వాత సమీకరణం (1.4.6) ఆదర్శ ఆలస్యం లింక్ యొక్క డైనమిక్స్ యొక్క గణిత వివరణకు అనుగుణంగా ఉంటుంది:

మరియు దాని లక్షణాల యొక్క గ్రాఫిక్ ఇలస్ట్రేషన్ అంజీర్లో చూపబడింది. 1.4.1

అన్నం. 1.4.1 — ఆదర్శ ఆలస్యం లింక్ యొక్క ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ యొక్క గ్రాఫ్‌లు

5) లో లీనియర్ డిఫరెన్షియల్ ఈక్వేషన్స్ ద్వారా వివరించబడిన లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ పాక్షిక ఉత్పన్నాలు. ఇటువంటి స్వీయ చోదక తుపాకులను తరచుగా పిలుస్తారు పంపిణీ చేయబడింది నియంత్రణ వ్యవస్థలు. ==> అటువంటి వివరణకు “నైరూప్య” ఉదాహరణ:

సమీకరణాల వ్యవస్థ (1.4.7) సరళంగా పంపిణీ చేయబడిన ఆటోమేటిక్ నియంత్రణ వ్యవస్థ యొక్క గతిశీలతను వివరిస్తుంది, అనగా. నియంత్రిత పరిమాణం సమయంపై మాత్రమే కాకుండా, ఒక ప్రాదేశిక కోఆర్డినేట్‌పై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది.
నియంత్రణ వ్యవస్థ "ప్రాదేశిక" వస్తువు అయితే, ==>

పేరు వ్యాసార్థం వెక్టర్ ద్వారా నిర్ణయించబడిన సమయం మరియు ప్రాదేశిక అక్షాంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది

6) స్వీయ చోదక తుపాకులు వివరించబడ్డాయి వ్యవస్థలు ODEలు, లేదా వ్యత్యాస సమీకరణాల వ్యవస్థలు, లేదా పాక్షిక అవకలన సమీకరణాల వ్యవస్థలు ==> మరియు మొదలైనవి...

నాన్ లీనియర్ ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ (SAP) కోసం ఇదే విధమైన వర్గీకరణను ప్రతిపాదించవచ్చు...

లీనియర్ సిస్టమ్స్ కోసం క్రింది అవసరాలు తీర్చబడతాయి:

• ACS యొక్క స్టాటిక్ లక్షణాల సరళత;
• డైనమిక్స్ సమీకరణం యొక్క సరళత, అనగా. వేరియబుల్స్ డైనమిక్స్ ఈక్వేషన్‌లో చేర్చబడ్డాయి సరళ కలయికలో మాత్రమే.

స్థిరమైన లక్షణం అనేది స్థిరమైన స్థితిలో ఇన్‌పుట్ ప్రభావం యొక్క పరిమాణంపై అవుట్‌పుట్ ఆధారపడటం (అన్ని తాత్కాలిక ప్రక్రియలు చనిపోయినప్పుడు).

స్థిరమైన గుణకాలతో సరళ సాధారణ అవకలన సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడిన సిస్టమ్‌ల కోసం, స్థిరమైన అన్ని పదాలను సున్నాకి సెట్ చేయడం ద్వారా డైనమిక్ సమీకరణం (1.4.1) నుండి స్టాటిక్ లక్షణం పొందబడుతుంది ==>

మూర్తి 1.4.2 ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ (రెగ్యులేషన్) సిస్టమ్స్ యొక్క లీనియర్ మరియు నాన్ లీనియర్ స్టాటిక్ లక్షణాల ఉదాహరణలను చూపుతుంది.

అన్నం. 1.4.2 - స్టాటిక్ లీనియర్ మరియు నాన్ లీనియర్ లక్షణాల ఉదాహరణలు

నాన్ లీనియర్ మ్యాథమెటికల్ ఆపరేషన్‌లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు డైనమిక్ ఈక్వేషన్స్‌లో టైమ్ డెరివేటివ్‌లను కలిగి ఉన్న పదాల యొక్క నాన్‌లీనియారిటీ ఏర్పడవచ్చు (*, /, , , పాపం, ఎల్ఎన్, మొదలైనవి). ఉదాహరణకు, కొన్ని "నైరూప్య" స్వీయ చోదక తుపాకీ యొక్క డైనమిక్స్ సమీకరణాన్ని పరిశీలిస్తే

ఈ సమీకరణంలో, ఒక లీనియర్ స్టాటిక్ లక్షణం ఉందని గమనించండి సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపున రెండవ మరియు మూడవ నిబంధనలు (డైనమిక్ నిబంధనలు). నాన్ లీనియర్, కాబట్టి ఇదే సమీకరణం ద్వారా వివరించబడిన ACS నాన్ లీనియర్ ఇన్ డైనమిక్ ప్రణాళిక.

1.4.2 ప్రసారం చేయబడిన సంకేతాల స్వభావం ప్రకారం వర్గీకరణ

ప్రసారం చేయబడిన సిగ్నల్స్ యొక్క స్వభావం ఆధారంగా, స్వయంచాలక నియంత్రణ (లేదా నియంత్రణ) వ్యవస్థలు విభజించబడ్డాయి:

• నిరంతర వ్యవస్థలు (నిరంతర వ్యవస్థలు);
• రిలే సిస్టమ్స్ (రిలే యాక్షన్ సిస్టమ్స్);
• వివిక్త చర్య వ్యవస్థలు (పల్స్ మరియు డిజిటల్).

వ్యవస్థ నిరంతర చర్యను అటువంటి ACS అని పిలుస్తారు, వీటిలో ప్రతి లింక్‌లో నిరంతర కాలక్రమేణా ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్‌లో మార్పు నిరంతరంగా అనుగుణంగా ఉంటుంది అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌లో మార్పు, అయితే అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌లో మార్పు చట్టం ఏకపక్షంగా ఉంటుంది. స్వీయ చోదక తుపాకీ నిరంతరంగా ఉండటానికి, అన్నింటి యొక్క స్థిరమైన లక్షణాలు అవసరం లింకులు నిరంతరంగా ఉండేవి.

అన్నం. 1.4.3 - నిరంతర వ్యవస్థకు ఉదాహరణ

వ్యవస్థ రిలే చర్యను ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ అంటారు, దీనిలో కనీసం ఒక లింక్‌లో, ఇన్‌పుట్ విలువలో నిరంతర మార్పుతో, నియంత్రణ ప్రక్రియ యొక్క కొన్ని క్షణాలలో అవుట్‌పుట్ విలువ ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ విలువను బట్టి “జంప్” మారుతుంది. అటువంటి లింక్ యొక్క స్టాటిక్ లక్షణం ఉంది బ్రేక్ పాయింట్లు లేదా చీలికతో పగులు.

అన్నం. 1.4.4 - రిలే స్టాటిక్ లక్షణాల ఉదాహరణలు

వ్యవస్థ వివిక్త చర్య అనేది కనీసం ఒక లింక్‌లో, ఇన్‌పుట్ పరిమాణంలో నిరంతర మార్పుతో, అవుట్‌పుట్ పరిమాణం కలిగి ఉండే వ్యవస్థ వ్యక్తిగత ప్రేరణల రకం, ఒక నిర్దిష్ట కాలం తర్వాత కనిపిస్తుంది.

నిరంతర సిగ్నల్‌ను వివిక్త సిగ్నల్‌గా మార్చే లింక్‌ను పల్స్ లింక్ అంటారు. కంప్యూటర్ లేదా కంట్రోలర్‌తో ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లో ఇదే రకమైన ప్రసారం చేయబడిన సంకేతాలు సంభవిస్తాయి.

నిరంతర ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్‌ను పల్సెడ్ అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి అత్యంత సాధారణంగా అమలు చేయబడిన పద్ధతులు (అల్గోరిథంలు):

• పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ (PAM);
• పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (PWM).

అంజీర్లో. మూర్తి 1.4.5 పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ (PAM) అల్గోరిథం యొక్క గ్రాఫికల్ ఇలస్ట్రేషన్‌ను చూపుతుంది. అంజీర్ ఎగువన. సమయం ఆధారపడటం ప్రదర్శించబడుతుంది x(t) - సిగ్నల్ ప్రవేశద్వారం వద్ద ప్రేరణ విభాగంలోకి. పల్స్ బ్లాక్ యొక్క అవుట్పుట్ సిగ్నల్ (లింక్) y(t) - దీర్ఘచతురస్రాకార పప్పులతో కనిపించే క్రమం శాశ్వత పరిమాణీకరణ కాలం Δt (చిత్రం యొక్క దిగువ భాగాన్ని చూడండి). పప్పుల వ్యవధి ఒకేలా ఉంటుంది మరియు Δకి సమానంగా ఉంటుంది. బ్లాక్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద పల్స్ వ్యాప్తి ఈ బ్లాక్ యొక్క ఇన్పుట్ వద్ద నిరంతర సిగ్నల్ x(t) యొక్క సంబంధిత విలువకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

అన్నం. 1.4.5 - పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ అమలు

పల్స్ మాడ్యులేషన్ యొక్క ఈ పద్ధతి గత శతాబ్దపు 70 ... 80 లలో అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల (NPP) నియంత్రణ మరియు రక్షణ వ్యవస్థల (CPS) యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ కొలిచే పరికరాలలో చాలా సాధారణం.

అంజీర్లో. మూర్తి 1.4.6 పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (PWM) అల్గోరిథం యొక్క గ్రాఫికల్ ఇలస్ట్రేషన్‌ను చూపుతుంది. అంజీర్ ఎగువన. 1.14 సమయం ఆధారపడటాన్ని చూపుతుంది x(t) - పల్స్ లింక్‌కి ఇన్‌పుట్ వద్ద సిగ్నల్. పల్స్ బ్లాక్ యొక్క అవుట్పుట్ సిగ్నల్ (లింక్) y(t) - స్థిరమైన పరిమాణ వ్యవధితో కనిపించే దీర్ఘచతురస్రాకార పప్పుల క్రమం Δt (Fig. 1.14 దిగువన చూడండి). అన్ని పప్పుల వ్యాప్తి ఒకేలా ఉంటుంది. పల్స్ వ్యవధి Δt బ్లాక్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద నిరంతర సిగ్నల్ యొక్క సంబంధిత విలువకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది x(t) పల్స్ బ్లాక్ యొక్క ఇన్పుట్ వద్ద.

అన్నం. 1.4.6 - పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ అమలు

పల్స్ మాడ్యులేషన్ యొక్క ఈ పద్ధతి ప్రస్తుతం అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల (NPP) యొక్క నియంత్రణ మరియు రక్షణ వ్యవస్థల (CPS) మరియు ఇతర సాంకేతిక వ్యవస్థల ACS యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ కొలిచే పరికరాలలో సర్వసాధారణం.

ఈ ఉపవిభాగాన్ని ముగించినప్పుడు, స్వీయ-చోదక తుపాకుల (SAP) యొక్క ఇతర లింక్‌లలో లక్షణం సమయం స్థిరంగా ఉంటే గమనించాలి. గణనీయంగా ఎక్కువ Δt (మాగ్నిట్యూడ్ ఆర్డర్‌ల ద్వారా), తర్వాత పల్స్ సిస్టమ్ నిరంతర స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థగా పరిగణించవచ్చు (ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు AIM మరియు PWM రెండూ).

1.4.3 నియంత్రణ స్వభావం ద్వారా వర్గీకరణ

నియంత్రణ ప్రక్రియల స్వభావం ఆధారంగా, స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థలు క్రింది రకాలుగా విభజించబడ్డాయి:

• నిర్ణీత స్వయంచాలక నియంత్రణ వ్యవస్థలు, దీనిలో ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ నిస్సందేహంగా అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌తో అనుబంధించబడుతుంది (మరియు వైస్ వెర్సా);
• యాదృచ్ఛిక ACS (గణాంక, సంభావ్యత), దీనిలో ACS ఇచ్చిన ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్‌కు “ప్రతిస్పందిస్తుంది” యాదృచ్ఛికంగా (యాదృచ్ఛిక) అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్.

అవుట్‌పుట్ యాదృచ్ఛిక సిగ్నల్ దీని ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది:

• పంపిణీ చట్టం;
• గణిత అంచనా (సగటు విలువ);
• వ్యాప్తి (ప్రామాణిక విచలనం).

నియంత్రణ ప్రక్రియ యొక్క యాదృచ్ఛిక స్వభావం సాధారణంగా గమనించబడుతుంది ముఖ్యంగా నాన్ లీనియర్ ACS స్థిర లక్షణాల దృక్కోణం నుండి మరియు డైనమిక్స్ సమీకరణాలలో డైనమిక్ పదాల యొక్క నాన్ లీనియారిటీ యొక్క దృక్కోణం నుండి (ఎక్కువ వరకు కూడా).

అన్నం. 1.4.7 — యాదృచ్ఛిక ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ యొక్క అవుట్పుట్ విలువ పంపిణీ

నియంత్రణ వ్యవస్థల వర్గీకరణ యొక్క పైన పేర్కొన్న ప్రధాన రకాలకు అదనంగా, ఇతర వర్గీకరణలు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, నియంత్రణ పద్ధతి ప్రకారం వర్గీకరణను నిర్వహించవచ్చు మరియు బాహ్య వాతావరణంతో పరస్పర చర్య మరియు పర్యావరణ పారామితులలో మార్పులకు ACSని స్వీకరించే సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వ్యవస్థలు రెండు పెద్ద తరగతులుగా విభజించబడ్డాయి:

1) అనుసరణ లేకుండా సాధారణ (స్వీయ-సర్దుబాటు కాని) నియంత్రణ వ్యవస్థలు; ఈ వ్యవస్థలు నిర్వహణ ప్రక్రియలో వాటి నిర్మాణాన్ని మార్చని సాధారణ వాటి వర్గానికి చెందినవి. అవి అత్యంత అభివృద్ధి చెందినవి మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. సాధారణ నియంత్రణ వ్యవస్థలు మూడు ఉపవర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి: ఓపెన్-లూప్, క్లోజ్డ్-లూప్ మరియు కంబైన్డ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్.

2) స్వీయ-సర్దుబాటు (అడాప్టివ్) నియంత్రణ వ్యవస్థలు. ఈ వ్యవస్థలలో, బాహ్య పరిస్థితులు లేదా నియంత్రిత వస్తువు యొక్క లక్షణాలు మారినప్పుడు, నియంత్రణ వ్యవస్థ గుణకాలు, నియంత్రణ వ్యవస్థ నిర్మాణం లేదా కొత్త మూలకాలలో మార్పుల కారణంగా నియంత్రణ పరికరం యొక్క పారామితులలో స్వయంచాలక (ముందుగా నిర్ణయించబడలేదు) మార్పు సంభవిస్తుంది. .

వర్గీకరణకు మరొక ఉదాహరణ: క్రమానుగత ప్రాతిపదికన (ఒక-స్థాయి, రెండు-స్థాయి, బహుళ-స్థాయి).

నమోదు చేసుకున్న వినియోగదారులు మాత్రమే సర్వేలో పాల్గొనగలరు. సైన్ ఇన్ చేయండిదయచేసి.

UTSలో ఉపన్యాసాలను ప్రచురించడం కొనసాగించాలా?

• 88,7%అవును 118

• 7,5%No10

• 3,8%నాకు తెలియదు 5

133 మంది వినియోగదారులు ఓటు వేశారు. 10 మంది వినియోగదారులు దూరంగా ఉన్నారు.

మూలం: www.habr.com