Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Otomatik kontrol teorisi üzerine derslerin ilk bölümünü yayınlıyorum, bundan sonra hayatınız bir daha asla aynı olmayacak.

“Teknik Sistemlerin Yönetimi” dersi dersleri MSTU “Güç Makina Mühendisliği” Fakültesi “Nükleer Reaktörler ve Enerji Santralleri” Bölümünde Oleg Stepanovich Kozlov tarafından verilmektedir. N.E. Bauman. Bu yüzden ona çok minnettarım.

Bu dersler henüz kitap halinde yayına hazırlanıyor ve TAU uzmanları, öğrencileri ve konuyla sadece ilgilenenler olduğu için her türlü eleştiriye açığız.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

1. Teknik sistemlerin kontrol teorisinin temel kavramları

1.1. Hedefler, yönetim ilkeleri, yönetim sistemi türleri, temel tanımlar, örnekler

Endüstriyel üretimin (enerji, ulaştırma, makine mühendisliği, uzay teknolojisi, vb.) geliştirilmesi ve iyileştirilmesi, makine ve birimlerin üretkenliğinde sürekli bir artış, ürün kalitesinin iyileştirilmesi, maliyetlerin azaltılması ve özellikle nükleer enerjide keskin bir artış gerektirir. güvenlik (nükleer, radyasyon vb.) .d.) nükleer santrallerin ve nükleer tesislerin işletilmesi.

Belirlenen hedeflerin uygulanması, hem otomatik (bir insan operatörün katılımıyla) hem de otomatik (bir insan operatörün katılımı olmadan) kontrol sistemleri (CS) dahil olmak üzere modern kontrol sistemlerinin tanıtılması olmadan mümkün değildir.

tanım: Yönetim, belirlenmiş bir hedefe ulaşılmasını sağlayan belirli bir teknolojik sürecin organizasyonudur.

Yönetim Kuramı modern bilim ve teknolojinin bir dalıdır. Hem temel (genel bilimsel) disiplinlere (örneğin matematik, fizik, kimya vb.) hem de uygulamalı disiplinlere (elektronik, mikroişlemci teknolojisi, programlama vb.) dayanmaktadır (dayanmaktadır).

Herhangi bir kontrol süreci (otomatik) aşağıdaki ana aşamalardan (unsurlardan) oluşur:

  • kontrol görevi hakkında bilgi edinmek;
  • yönetimin sonucu hakkında bilgi edinmek;
  • alınan bilgilerin analizi;
  • kararın uygulanması (kontrol nesnesi üzerindeki etki).

Yönetim Sürecini uygulamak için yönetim sisteminin (CS) aşağıdakilere sahip olması gerekir:

  • yönetim göreviyle ilgili bilgi kaynakları;
  • kontrol sonuçlarına ilişkin bilgi kaynakları (çeşitli sensörler, ölçüm cihazları, dedektörler vb.);
  • alınan bilgilerin analiz edilmesine ve çözüm geliştirilmesine yönelik cihazlar;
  • Kontrol Nesnesi üzerinde etkili olan ve şunları içeren aktüatörler: regülatör, motorlar, amplifikasyon-dönüştürücü cihazlar vb.

tanım: Kontrol sistemi (CS) yukarıdaki parçaların tümünü içeriyorsa kapalıdır.

tanım: Kontrol sonuçlarına ilişkin bilgileri kullanarak teknik bir nesnenin kontrolüne geri bildirim ilkesi denir.

Şematik olarak böyle bir kontrol sistemi şu şekilde temsil edilebilir:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.1.1 - Kontrol sisteminin (MS) yapısı

Kontrol sisteminin (CS) şekli Şek. 1.1.1'e karşılık gelen bir blok diyagramı varsa. XNUMX ve insan (operatör) katılımı olmadan işlevler (çalışır), o zaman buna denir otomatik kontrol sistemi (ACS).

Kontrol sistemi bir kişinin (operatörün) katılımıyla çalışıyorsa buna denir. otomatik kontrol sistemi.

Kontrol, kontrolün sonuçlarından bağımsız olarak bir nesnenin zaman içindeki değişiminin belirli bir yasasını sağlıyorsa, bu tür bir kontrol açık bir döngüde gerçekleştirilir ve kontrolün kendisi çağrılır. program kontrollü.

Açık döngü sistemleri endüstriyel makineleri (konveyör hatları, döner hatlar vb.), bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) makinelerini içerir: Şekil 1.1.2'deki örneğe bakın. XNUMX.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Şekil 1.1.2 - Program kontrolü örneği

Ana cihaz örneğin bir “fotokopi makinesi” olabilir.

Bu örnekte, üretilmekte olan parçayı izleyen hiçbir sensör (metre) bulunmadığından, örneğin kesicinin yanlış takılması veya kırılması durumunda, belirlenen hedefe (parçanın üretimi) ulaşılamaz (gerçekleştirilemez). Tipik olarak, bu tip sistemlerde, yalnızca parçanın boyutlarının ve şeklinin istenenden sapmasını kaydedecek olan çıktı kontrolü gereklidir.

Otomatik kontrol sistemleri 3 tipe ayrılır:

  • otomatik kontrol sistemleri (ACS);
  • otomatik kontrol sistemleri (ACS);
  • izleme sistemleri (SS).

SAR ve SS, SPG'nin alt kümeleridir ==> Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları.

Tanım: Kontrol nesnesindeki herhangi bir fiziksel miktarın (büyüklük grubunun) sabitliğini sağlayan otomatik kontrol sistemine otomatik kontrol sistemi (ACS) adı verilir.

Otomatik kontrol sistemleri (ACS), otomatik kontrol sistemlerinin en yaygın türüdür.

Dünyanın ilk otomatik regülatörü (18. yüzyıl) Watt regülatörüdür. Bu şema (bkz. Şekil 1.1.3), bir buhar motorunun tekerleğinin sabit bir dönüş hızını korumak ve buna göre şanzıman kasnağının (kayış) sabit bir dönüş hızını (hareketini) korumak için İngiltere'de Watt tarafından uygulanmıştır. ).

Bu şemada hassas unsurlar (ölçüm sensörleri) “ağırlıklardır” (kürelerdir). "Ağırlıklar" (küreler) ayrıca külbütör kolunu ve ardından valfi hareket etmeye "zorlar". Dolayısıyla bu sistem doğrudan kontrol sistemi olarak sınıflandırılabilir ve regülatör de şu şekilde sınıflandırılabilir: doğrudan etkili regülatörçünkü aynı anda hem “sayaç” hem de “regülatör” işlevlerini yerine getirir.

Doğrudan etkili regülatörlerde ek kaynak Regülatörü hareket ettirmek için enerjiye gerek yoktur.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.1.3 — Watt otomatik regülatör devresi

Dolaylı kontrol sistemleri, bir amplifikatörün (örneğin güç), örneğin bir elektrik motoru, servo motor, hidrolik tahrik vb. içeren ek bir aktüatörün varlığını (varlığını) gerektirir.

Bu tanımın tam anlamıyla bir otomatik kontrol sistemine (otomatik kontrol sistemi) bir örnek, bir roketin yörüngeye fırlatılmasını sağlayan bir kontrol sistemidir; burada kontrol edilen değişken, örneğin roket arasındaki açı olabilir. eksen ve Dünya'ya normal ==> bkz. 1.1.4.a ve şek. 1.1.4.b

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.1.4(a)
Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.1.4 (b)

1.2. Kontrol sistemlerinin yapısı: basit ve çok boyutlu sistemler

Teknik Sistem Yönetimi teorisinde, herhangi bir sistem genellikle ağ yapılarına bağlı bir dizi bağlantıya bölünür. En basit durumda, sistem, girişi bir giriş eylemi (giriş) ile sağlanan ve girişte sistemin yanıtı (çıkış) elde edilen bir bağlantı içerir.

Teknik Sistem Yönetimi teorisinde, kontrol sistemlerinin bağlantılarını temsil etmenin 2 ana yolu kullanılır:

— “girdi-çıktı” değişkenlerinde;

— durum değişkenlerinde (daha fazla ayrıntı için bkz. bölüm 6...7).

Girdi-çıktı değişkenlerindeki temsil genellikle bir "girdi" (bir kontrol eylemi) ve bir "çıktı" (bir kontrollü değişken, bkz. Şekil 1.2.1) içeren nispeten basit sistemleri tanımlamak için kullanılır.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.2.1 – Basit bir kontrol sisteminin şematik gösterimi

Tipik olarak bu açıklama teknik olarak basit otomatik kontrol sistemleri (otomatik kontrol sistemleri) için kullanılır.

Son zamanlarda, durum değişkenlerinin temsili, özellikle çok boyutlu otomatik kontrol sistemleri de dahil olmak üzere, teknik açıdan karmaşık sistemler için yaygınlaşmıştır. İncirde. 1.2.2, çok boyutlu bir otomatik kontrol sisteminin şematik gösterimini gösterir; u1(t)…um(t) — kontrol eylemleri (kontrol vektörü), y1(t)…yp(t) - ACS'nin ayarlanabilir parametreleri (çıkış vektörü).

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.2.2 - Çok boyutlu bir kontrol sisteminin şematik gösterimi

ACS'nin "giriş-çıkış" değişkenleriyle temsil edilen ve bir girişi (giriş veya ana veya kontrol eylemi) ve bir çıkışı (çıkış eylemi veya kontrollü (veya ayarlanabilir) değişken) olan yapısını daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Böyle bir ACS'nin blok diyagramının belirli sayıda elemandan (bağlantılardan) oluştuğunu varsayalım. Bağlantıları işlevsel prensibe (bağlantıların ne işe yaradığına) göre gruplandırarak ACS'nin yapısal diyagramı aşağıdaki tipik forma indirgenebilir:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.2.3 - Otomatik kontrol sisteminin blok şeması

Sembol ε(t) veya değişken ε(t) hem basit karşılaştırmalı aritmetik işlemler (çoğunlukla çıkarma, daha az sıklıkla toplama) hem de daha karmaşık karşılaştırmalı işlemler (prosedürler) modunda "işleyebilen" karşılaştırma cihazının çıkışındaki uyumsuzluğu (hata) gösterir.

beri y1(t) = y(t)*k1Nerede k1 kazanç, o zaman ==>
ε(t) = x(t) - y1(t) = x(t) - k1*y(t)

Kontrol sisteminin görevi (eğer kararlı ise) uyumsuzluğu (hata) ortadan kaldırmak için “çalışmaktır”. ε(t)yani ==> ε(t) → 0.

Kontrol sisteminin hem dış etkilerden (kontrol edici, rahatsız edici, müdahaleci) hem de iç müdahalelerden etkilendiği unutulmamalıdır. Müdahale, varlığının stokastikliği (rastgeleliği) nedeniyle etkiden farklılık gösterirken, etki neredeyse her zaman deterministiktir.

Kontrolü (ayar eylemi) belirlemek için ikisinden birini kullanacağız: x (t)Veya sen(t).

1.3. Temel kontrol yasaları

Son şekle dönersek (Şekil 1.2.3'teki ACS'nin blok şeması), o zaman amplifikasyon-dönüştürücü cihazın oynadığı rolü (hangi işlevleri yerine getirdiğini) "deşifre etmek" gerekir.

Amplifikasyon dönüştürme cihazı (ACD) yalnızca uyumsuzluk sinyali ε(t)'yi güçlendirir (veya zayıflatırsa), yani: Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramlarıNerede Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları– orantılılık katsayısı (özel durumda Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları = Sabit), o zaman kapalı çevrim otomatik kontrol sisteminin böyle bir kontrol moduna mod denir oransal kontrol (P-kontrol).

Kontrol ünitesi, ε(t) hatası ve ε(t)'nin integrali ile orantılı bir ε1(t) çıkış sinyali üretirse, yani; Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları, bu kontrol moduna denir orantılı olarak bütünleşen (PI kontrolü). ==> Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramlarıNerede b – orantılılık katsayısı (özel durumda b = Sabit).

Tipik olarak PI kontrolü, kontrol (düzenleme) doğruluğunu artırmak için kullanılır.

Kontrol ünitesi, ε(t) hatası ve onun türeviyle orantılı bir ε1(t) çıkış sinyali üretirse, bu mod denir. orantılı olarak farklılaşan (PD kontrolü): ==> Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Tipik olarak PD kontrolünün kullanılması ACS'nin performansını artırır

Kontrol ünitesi, ε(t) hatasıyla, bunun türeviyle ve hatanın integraliyle orantılı bir ε1(t) çıkış sinyali üretirse ==> Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları, sonra bu mod çağrılır, ardından bu kontrol modu çağrılır orantılı-integral-farklılaşan kontrol modu (PID kontrolü).

PID kontrolü genellikle "iyi" hız ile "iyi" kontrol doğruluğu sağlamanıza olanak tanır

1.4. Otomatik kontrol sistemlerinin sınıflandırılması

1.4.1. Matematiksel açıklama türüne göre sınıflandırma

Matematiksel açıklamanın türüne (dinamik ve statik denklemleri) bağlı olarak, otomatik kontrol sistemleri (ACS) aşağıdakilere ayrılır: doğrusal и doğrusal olmayan sistemler (kundağı motorlu silahlar veya SAR).

Her “alt sınıf” (doğrusal ve doğrusal olmayan) bir dizi “alt sınıfa” bölünmüştür. Örneğin, doğrusal kundağı motorlu silahların (SAP) matematiksel açıklama türünde farklılıkları vardır.
Bu dönem sadece doğrusal otomatik kontrol (regülasyon) sistemlerinin dinamik özelliklerini ele alacağımızdan, aşağıda doğrusal otomatik kontrol sistemleri (ACS) için matematiksel açıklama türüne göre bir sınıflandırma sunuyoruz:

1) Giriş-çıkış değişkenlerinde sıradan diferansiyel denklemler (ODE) ile tanımlanan doğrusal otomatik kontrol sistemleri kalıcı katsayılar:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

nerede x (t) – girdi etkisi; YT) – çıkış etkisi (ayarlanabilir değer).

Doğrusal bir ODE yazmak için operatör (“kompakt”) biçimini kullanırsak, denklem (1.4.1) aşağıdaki biçimde temsil edilebilir:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

nerede, p = d/dt — farklılaşma operatörü; L(p), N(p) karşılık gelen doğrusal diferansiyel operatörlerdir ve bunlar şuna eşittir:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

2) Doğrusal adi diferansiyel denklemlerle (ODE) tanımlanan doğrusal otomatik kontrol sistemleri değişkenler (zaman içinde) katsayılar:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Genel durumda bu tür sistemler doğrusal olmayan otomatik kontrol sistemleri (NSA) olarak sınıflandırılabilir.

3) Doğrusal fark denklemleriyle tanımlanan doğrusal otomatik kontrol sistemleri:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

nerede F(…) – argümanların doğrusal fonksiyonu; k = 1, 2, 3… - bütün sayılar; At – nicemleme aralığı (örnekleme aralığı).

Denklem (1.4.4) “kompakt” bir gösterimle temsil edilebilir:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Tipik olarak, doğrusal otomatik kontrol sistemlerinin (ACS) bu açıklaması dijital kontrol sistemlerinde (bilgisayar kullanarak) kullanılır.

4) Gecikmeli doğrusal otomatik kontrol sistemleri:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

nerede L(p), N(p) — doğrusal diferansiyel operatörler; τ — gecikme süresi veya gecikme sabiti.

Operatörler ise L(p) и N(p) dejenere (L(p) = 1; N(p) = 1), o zaman denklem (1.4.6), ideal gecikme bağlantısının dinamiğinin matematiksel açıklamasına karşılık gelir:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

ve özelliklerinin grafiksel bir gösterimi Şekil 1.4.1'de gösterilmektedir. XNUMX

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.1 - İdeal gecikme bağlantısının giriş ve çıkış grafikleri

5) Lineer diferansiyel denklemlerle tanımlanan lineer otomatik kontrol sistemleri kısmi türevler. Bu tür kendinden tahrikli silahlara genellikle denir dağıtılmış kontrol sistemleri. ==> Böyle bir tanımlamanın “soyut” bir örneği:

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Denklem sistemi (1.4.7), doğrusal olarak dağıtılmış bir otomatik kontrol sisteminin dinamiklerini açıklar; Kontrol edilen miktar yalnızca zamana değil aynı zamanda tek bir uzaysal koordinata da bağlıdır.
Kontrol sistemi “uzaysal” bir nesne ise, o zaman ==>

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

nerede Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları yarıçap vektörü tarafından belirlenen zaman ve mekansal koordinatlara bağlıdır Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

6) Tanımlanan kundağı motorlu silahlar sistemler ODE'ler veya fark denklemi sistemleri veya kısmi diferansiyel denklem sistemleri ==> vb...

Doğrusal olmayan otomatik kontrol sistemleri (SAP) için de benzer bir sınıflandırma önerilebilir…

Doğrusal sistemler için aşağıdaki gereksinimler karşılanır:

  • ACS'nin statik özelliklerinin doğrusallığı;
  • dinamik denklemin doğrusallığı, yani. değişkenler dinamik denkleme dahil edilir yalnızca doğrusal kombinasyonda.

Statik karakteristik, çıktının kararlı durumdaki girdi etkisinin büyüklüğüne bağımlılığıdır (tüm geçici süreçler sona erdiğinde).

Sabit katsayılı doğrusal adi diferansiyel denklemlerle tanımlanan sistemler için, statik karakteristik, durağan olmayan tüm terimlerin sıfıra ayarlanmasıyla dinamik denklemden (1.4.1) elde edilir ==>

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Şekil 1.4.2'de otomatik kontrol (düzenleme) sistemlerinin doğrusal ve doğrusal olmayan statik özelliklerinin örnekleri gösterilmektedir.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.2 - Statik doğrusal ve doğrusal olmayan karakteristik örnekleri

Dinamik denklemlerde zaman türevlerini içeren terimlerin doğrusal olmaması, doğrusal olmayan matematiksel işlemler (*, /, Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları, Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları, sin, ln, vb.). Örneğin, bazı “soyut” kundağı motorlu silahların dinamik denklemini göz önünde bulundurarak

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları

Bu denklemde doğrusal statik karakteristiğe sahip olduğuna dikkat edin. Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları denklemin sol tarafındaki ikinci ve üçüncü terimler (dinamik terimler) doğrusal olmayan, dolayısıyla benzer bir denklemle tanımlanan ACS doğrusal olmayan dinamik plan.

1.4.2. İletilen sinyallerin niteliğine göre sınıflandırma

İletilen sinyallerin doğasına bağlı olarak otomatik kontrol (veya düzenleme) sistemleri ikiye ayrılır:

  • sürekli sistemler (sürekli sistemler);
  • röle sistemleri (röle eylem sistemleri);
  • ayrık eylem sistemleri (darbeli ve dijital).

sistem sürekli eyleme böyle bir ACS denir ve bağlantıların her birinde sürekli zamanla giriş sinyalindeki değişiklik sürekliye karşılık gelir çıkış sinyalindeki değişiklik, çıkış sinyalindeki değişim yasası ise keyfi olabilir. Kundağı motorlu silahın sürekli olması için tüm silahların statik özelliklerinin sağlanması gerekir. bağlantılar sürekliydi.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.3 - Sürekli sistem örneği

sistem röle eylem, en az bir bağlantıda, giriş değerinde sürekli bir değişiklik olduğunda, kontrol sürecinin bazı anlarındaki çıkış değerinin, giriş sinyalinin değerine bağlı olarak "sıçrama" değiştirdiği otomatik kontrol sistemi olarak adlandırılır. Böyle bir bağlantının statik özelliği kırılma noktaları veya kopma ile kırılma.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.4 - Röle statik özelliklerine örnekler

sistem ayrık Eylem, girdi miktarındaki sürekli bir değişiklikle en az bir bağlantıda çıktı miktarının değiştiği bir sistemdir. bireysel dürtülerin türü, belirli bir süre sonra ortaya çıkıyor.

Sürekli bir sinyali ayrık bir sinyale dönüştüren bağlantıya darbe bağlantısı denir. Benzer türde iletilen sinyaller, bir bilgisayar veya denetleyiciye sahip bir otomatik kontrol sisteminde meydana gelir.

Sürekli bir giriş sinyalini darbeli bir çıkış sinyaline dönüştürmek için en yaygın olarak uygulanan yöntemler (algoritmalar):

  • darbe genlik modülasyonu (PAM);
  • Darbe genişliği modülasyonu (PWM).

İncirde. Şekil 1.4.5 darbe genlik modülasyonu (PAM) algoritmasının grafiksel gösterimini göstermektedir. Şek. zamana bağlılık sunulur x (t) - sinyal girişte dürtü bölümüne. Darbe bloğunun çıkış sinyali (bağlantı) YT) – ile birlikte görünen bir dizi dikdörtgen darbe DC nicemleme periyodu Δt (şeklin alt kısmına bakınız). Darbelerin süresi aynı ve Δ'ya eşittir. Bloğun çıkışındaki darbe genliği, bu bloğun girişindeki sürekli sinyal x(t)'nin karşılık gelen değeriyle orantılıdır.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.5 - Darbe genlik modülasyonunun uygulanması

Bu darbe modülasyonu yöntemi, geçen yüzyılın 70'li ve 80'li yıllarında nükleer enerji santrallerinin (NPP) kontrol ve koruma sistemlerinin (CPS) elektronik ölçüm ekipmanlarında çok yaygındı.

İncirde. Şekil 1.4.6 darbe genişlik modülasyonu (PWM) algoritmasının grafiksel gösterimini göstermektedir. Şek. 1.14 zamana bağlılığı gösterir x (t) – darbe bağlantısının girişindeki sinyal. Darbe bloğunun çıkış sinyali (bağlantı) YT) – sabit bir nicemleme periyoduyla ortaya çıkan bir dizi dikdörtgen darbe At (bkz. Şekil 1.14'ün alt kısmı). Tüm darbelerin genliği aynıdır. Darbe süresi At bloğun çıkışındaki sürekli sinyalin karşılık gelen değeriyle orantılıdır x (t) darbe bloğunun girişinde.

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.6 - Darbe genişliği modülasyonunun uygulanması

Bu darbe modülasyonu yöntemi şu anda nükleer santrallerin (NPP) kontrol ve koruma sistemlerinin (CPS) ve diğer teknik sistemlerin ACS'lerinin elektronik ölçüm ekipmanlarında en yaygın olanıdır.

Bu alt bölümü sonlandırırken, kundağı motorlu silahların (SAP) diğer bağlantılarındaki karakteristik zaman sabitlerinin aynı olup olmadığına dikkat edilmelidir. önemli ölçüde daha fazla Δt (büyüklük sırasına göre), ardından darbe sistemi sürekli bir otomatik kontrol sistemi olarak düşünülebilir (kullanırken hem AIM hem de PWM).

1.4.3. Kontrolün niteliğine göre sınıflandırma

Kontrol süreçlerinin doğasına bağlı olarak otomatik kontrol sistemleri aşağıdaki türlere ayrılır:

  • giriş sinyalinin açık bir şekilde çıkış sinyaliyle ilişkilendirilebildiği (ve bunun tersi) deterministik otomatik kontrol sistemleri;
  • ACS'nin belirli bir giriş sinyaline "yanıt verdiği" stokastik ACS (istatistiksel, olasılıksal) rastgele (stokastik) çıkış sinyali.

Çıkış stokastik sinyali şu şekilde karakterize edilir:

  • dağıtım kanunu;
  • matematiksel beklenti (ortalama değer);
  • dağılım (standart sapma).

Kontrol sürecinin stokastik doğası genellikle aşağıdaki durumlarda gözlenir: esasen doğrusal olmayan ACS hem statik özellikler açısından hem de dinamik denklemlerdeki dinamik terimlerin doğrusal olmaması açısından (hatta daha büyük ölçüde).

Otomatik kontrol teorisine giriş. Teknik sistemlerin kontrolü teorisinin temel kavramları
Pirinç. 1.4.7 - Stokastik otomatik kontrol sisteminin çıkış değerinin dağılımı

Yukarıdaki ana kontrol sistemleri sınıflandırma türlerine ek olarak, başka sınıflandırmalar da vardır. Örneğin, sınıflandırma kontrol yöntemine göre yapılabilir ve dış çevre ile etkileşime ve ACS'yi çevresel parametrelerdeki değişikliklere uyarlama yeteneğine dayanabilir. Sistemler iki büyük sınıfa ayrılır:

1) Adaptasyonu olmayan sıradan (kendi kendini ayarlamayan) kontrol sistemleri; Bu sistemler, yönetim süreci boyunca yapısını değiştirmeyen basit sistemler kategorisine girmektedir. En gelişmiş ve yaygın olarak kullanılanlardır. Sıradan kontrol sistemleri üç alt sınıfa ayrılır: açık çevrim, kapalı çevrim ve kombine kontrol sistemleri.

2) Kendi kendini ayarlayan (adaptif) kontrol sistemleri. Bu sistemlerde, kontrol edilen nesnenin dış koşulları veya özellikleri değiştiğinde, kontrol sistemi katsayılarındaki değişiklikler, kontrol sistemi yapısı ve hatta yeni elemanların eklenmesi nedeniyle kontrol cihazının parametrelerinde otomatik (önceden belirlenmemiş) bir değişiklik meydana gelir. .

Başka bir sınıflandırma örneği: hiyerarşik bir temele göre (tek seviyeli, iki seviyeli, çok seviyeli).

Ankete sadece kayıtlı kullanıcılar katılabilir. Giriş yapLütfen.

UTS'de dersler yayınlamaya devam edilsin mi?

  • %88,7Evet118

  • %7,5hayır10

  • %3,8Bilmiyorum5

133 kullanıcı oy kullandı. 10 kişi çekimser kaldı.

Kaynak: habr.com

Yorum ekle