Vezérlő rendszer
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2017. szeptember 22-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 36 szerkesztést igényelnek .Irányítási rendszer - egy rendszerezett (szigorúan meghatározott) eszközkészlet egy ellenőrzött objektum (ellenőrzési objektum) kezelésére : képes bizonyítékokat gyűjteni az állapotáról, valamint a viselkedését befolyásoló eszközöket, amelyeket meghatározott célok elérésére terveztek. A vezérlőrendszer tárgya lehet műszaki tárgyak és emberek egyaránt. A vezérlőrendszer objektuma más objektumokból is állhat, amelyek állandó kapcsolati struktúrával rendelkezhetnek.
A műszaki vezérlőstruktúra egy olyan eszköz vagy eszközkészlet, amely más eszközök vagy rendszerek viselkedését manipulálja.
A vezérlőobjektum bármilyen dinamikus rendszer vagy annak modellje lehet . Egy objektum állapotát bizonyos mennyiségi értékek jellemzik, amelyek idővel változnak, azaz állapotváltozók . Természetes folyamatokban ilyen változók lehetnek a hőmérséklet , egy bizonyos anyag sűrűsége a szervezetben , az értékpapírok árfolyama stb. A műszaki tárgyak esetében ezek a mechanikai mozgások (szögletes vagy lineáris) és sebességük, elektromos változók, hőmérsékletek, stb. stb. Az irányítási rendszerek elemzése és szintézise a matematika - szabályozáselmélet egy speciális szakaszának módszereivel történik .
Az irányítási struktúrák két nagy csoportra oszthatók:
- Automatizált vezérlőrendszer (ACS) - egy személy részvételével a vezérlőkörben;
- Automatikus vezérlőrendszer (ACS) - emberi beavatkozás nélkül a vezérlőkörben.
Az automatikus vezérlőrendszerek típusai
Az automatikus vezérlőrendszer általában két fő elemből áll - a vezérlőobjektumból és a vezérlőeszközből.
Célmenedzsment által
A vezérlőobjektum az objektum állapotában bekövetkezett változás egy adott szabályozási törvénynek megfelelően. Az ilyen változás külső tényezők hatására következik be, például kontroll vagy zavaró hatások következtében.
Automatikus vezérlőrendszerek- Automatikus stabilizáló rendszerek . A kimeneti érték állandó szinten marad (az alapjel egy állandó ). Az eltérések zavarok miatt és bekapcsoláskor jelentkeznek.
- Programszabályozási rendszerek . A beállított érték egy előre meghatározott programtörvény szerint változik. Az automatikus vezérlőrendszereknél előforduló hibák mellett a vezérlő tehetetlenségéből adódó hibák is előfordulnak . A szoftveres szabályozás meglehetősen bonyolult folyamat, amelyhez a vezérelt objektum technológiájának és dinamikus tulajdonságainak ismeretére van szükség [1] , egy személy közvetlen irányítása alatt működik.
- nyomkövető rendszerek . A bemeneti hatás ismeretlen. Csak a rendszer működése során kerül meghatározásra. A hibák nagyon erősen függnek az f(t) függvény alakjától.
Képesek fenntartani egy adott objektum működési minőségét jellemző kritérium (például minimum vagy maximum) szélsőértékét . A minőségi kritérium, amelyet általában célfüggvénynek , szélsőséges mutatónak vagy szélsőséges jellemzőnek neveznek , lehet közvetlenül mért fizikai mennyiség (például hőmérséklet , áram , feszültség , páratartalom , nyomás ), vagy hatásfok , teljesítmény stb.
Kioszt:
- Extrém relé akcióvezérlővel rendelkező rendszerek. Az univerzális extremális vezérlőnek egy nagymértékben skálázható eszköznek kell lennie, amely képes nagyszámú számítás elvégzésére különféle módszerekkel összhangban.
- A Signum szabályozót analóg minőségelemzőként használják, amely egyértelműen csak a rendszerek egy állítható paraméterét jellemzi. Két sorba kapcsolt eszközből áll: Signum-reléből ( D-flip-flop ) és végrehajtó motorból ( integrátor ).
- Extrém rendszerek tehetetlenségi tárggyal
- Extrém rendszerek inerciális objektummal
- Extrém rendszerek úszó karakterisztikával. Akkor használják, ha a szélsőség kiszámíthatatlan vagy nehezen azonosítható módon változik.
- Szinkron detektorral rendelkező rendszerek (extrém folyamatos működésű rendszerek). A közvetlen csatornában van egy megkülönböztető link , amely nem haladja meg a konstans komponenst. Valamilyen oknál fogva ezt a linket nem lehet eltávolítani vagy söntölni, vagy nem alkalmazható. A rendszer működőképességének biztosítása érdekében a közvetlen csatornában a hajtóhatás modulációját és a jelkódolást alkalmazzák, valamint a differenciáló kapcsolat után szinkron fázisérzékelőt telepítenek .
A folyamat kívánt minőségének biztosítását szolgálják a szabályozási objektumok jellemzőinek széles skálájával és a zavarokkal.
Az adaptáció megszervezésének két módszerét kell megkülönböztetni: a keresési adaptációt és az objektumjelzéses adaptációt, vagyis annak matematikai modelljének kísérleti értékelését.
A vezérlőeszközben lévő információ típusa szerint
Zárt önjáró fegyverekA zárt automata vezérlőrendszerekben a vezérlési művelet a szabályozott értéktől közvetlenül függ. A rendszer kimenetének és bemeneti kapcsolatát visszacsatolásnak nevezzük . A visszacsatoló jelet levonjuk a parancsbemenetből. Az ilyen visszacsatolást negatívnak nevezzük . Lehet fordítva is? Kiderül, hogy igen. Ebben az esetben a visszacsatolást pozitívnak nevezzük, növeli az eltérést, vagyis hajlamos "megrázni" a rendszert. A gyakorlatban a pozitív visszacsatolást például generátoroknál alkalmazzák a csillapítatlan elektromos rezgések fenntartására.
Nyissa meg az ACS-tA nyitott vezérlés elvének lényege egy mereven meghatározott vezérlési programban rejlik. Vagyis a vezérlés „vakon”, az eredmény monitorozása nélkül, csak az ACS-be ágyazott vezérelt objektum modellje alapján történik. Példák ilyen rendszerekre: időzítő , jelzőlámpa vezérlő egység, automata gyepöntöző rendszer, automata mosógép stb.
Viszont vannak:
- Nyitott hurok művelet beállításával
- Zavarva nyitva
Az önjáró fegyverek jellemzői
A változók leírásától függően a rendszereket lineárisra és nemlineárisra osztjuk . A lineáris rendszerek olyan leíráselemekből álló rendszereket tartalmaznak, amelyeket lineáris algebrai vagy differenciálegyenletek adnak meg .
Ha a rendszer mozgásegyenletének összes paramétere nem változik az időben, akkor egy ilyen rendszert stacionáriusnak nevezünk . Ha a rendszer mozgásegyenletének legalább egy paramétere változik az időben , akkor a rendszert nem-stacionáriusnak vagy változó paraméterűnek nevezzük .
A determinisztikus rendszerek osztályába tartoznak azok a rendszerek, amelyekben a külső (beállító) hatásokat időben folyamatos vagy diszkrét függvények határozzák meg és írják le .
A sztochasztikus rendszerek osztályába tartoznak azok a rendszerek, amelyekben véletlenszerű jelek vagy parametrikus hatások mennek végbe, és amelyeket sztochasztikus differenciál- vagy differenciálegyenletek írnak le.
Ha a rendszernek van legalább egy eleme, amelynek leírását a parciális differenciálegyenlet adja meg, akkor a rendszer az elosztott változókkal rendelkező rendszerek osztályába tartozik .
Azokat a rendszereket, amelyekben az egyes pillanatokban generált folyamatos dinamikát kívülről küldött diszkrét parancsok tarkítják, hibrid rendszereknek nevezzük .
Példák automatikus vezérlőrendszerekre
Az ellenőrzött objektumok természetétől függően biológiai, ökológiai, gazdasági és műszaki szabályozási rendszerek különböztethetők meg. Példák a műszaki menedzsmentre:
- Diszkrét akciórendszerek vagy automaták ( kereskedés , játék , zenei ) .
- Feszültség , hőmérséklet , folyadékszint , sebesség , hangszint , kép vagy mágneses rögzítés stb . stabilizálására szolgáló rendszerek . Ezek lehetnek vezérelt repülőgép komplexumok , amelyek magukban foglalják az automatikus motorvezérlő rendszereket , kormányműveket , robotpilótákat és navigációs rendszereket .
A vezérlőrendszer beállításának koncepciója
A vezérlőrendszer beállításán olyan számítási és kísérleti munkák felsorolását értjük, amelyek célja a vezérlő azon beállítási paramétereinek megtalálása, amelyek biztosítják a megfelelő szabályozási minőséget, a teljes körű tesztek megszervezését és lefolytatását az üzemelő termelésnél vagy a számítási kísérletek megerősítésére. a kiválasztott paraméterek optimálissága. Az optimalitás bizonyítéka a vezérlő működésének eredménye a hangolási paraméterek több értékére, amelyek között vannak optimálisak. A hangolási paraméterek az adott szabályozóhoz tartozó számértékek, a keresés során a változási tartományra vonatkozó korlátozások, valamint a minőségi kritériumok.
A vezérlőrendszer hangolásának fogalma meglehetősen tág - minden a hangolás céljától és feltételeitől függ. Bármilyen vezérlőrendszer felállításakor, különösen a hőenergia-iparban, figyelembe kell venni az elvégzett munka belső következetlenségét.
A vezérlő hangolásának sikere a szabályozás tárgyával kapcsolatos információk teljességétől függ. Ugyanakkor a rendszer működése során a legteljesebb és legmegbízhatóbb információkhoz juthatunk. Ezért a gyakorlati hangolást mindig információhiányban kell elkezdeni, és mindenféle meglepetésre fel kell készülni.
A fenntarthatóság biztosítása azonban mindenesetre kötelező követelmény.
A hangolás eredményeivel szemben a következő követelmények támaszthatók, amelyek elégségesnek minősíthetők:
- a vezérlőrendszer működőképességének biztosítása (a szabályozó bekapcsolásának lehetősége);
- a szabályozó adott stabilitási ráhagyással történő működésének biztosítása (stabil működés garanciája);
- optimális paraméterek biztosítása, amelyek garantálják a kiválasztott minőségi kritérium minimumát.
Az elégséges követelmények fenti listája az üzembe helyezés azon szakaszainak listája, amelyeket el kell végezni a vezérlőrendszer maximális minőségének elérése érdekében. A szakaszok azonnal végrehajthatók a gyártás kezdetén, vagy időben elválaszthatók. [2]
Az automatikus vezérlőrendszerekkel szemben támasztott követelmények
Az automatikus vezérlőrendszer fő célja, hogy a bemeneti és a kimeneti koordináták között adott megfelelést biztosítson. Nyomkövető rendszer esetén a bemeneti koordinátának mindenkor meg kell egyeznie a kimenettel. Mivel az automata rendszer a bemeneti és kimeneti koordináták összehasonlításán alapul, az ilyen egyenlőség alapvetően nem valósítható meg, és a bemeneti és kimeneti koordináták között csak meglehetősen kis eltérésről beszélhetünk. [3]
Lásd még
- Kontroll elmélet
- Az automatikus vezérlés elmélete (TAU)
- Elosztott vezérlőrendszer
- Szabályozó (szabályozási elmélet)
- Automata fedélzeti vezérlőrendszer
- Logaritmikus frekvencia válasz
- Menedzsment prediktív modellekkel
- Időszakos kapcsolat
Jegyzetek
- ↑ A. V. Andryushin, V. R. Szabanin, N. I. Szmirnov. Menedzsment és innováció a hőenergia-technikában. - M: MPEI, 2011. - S. 15. - 392 p. - ISBN 978-5-38300539-2 .
- ↑ Stephanie E.P. A hő- és villamosenergia-folyamatok szabályozói beállításának kiszámításának alapjai /E. P. Stephanie. M., 1982. - 325 p.
- ↑ E. A. Fedosov, A. A. Krasovsky, E. P. Popov és mások . Enciklopédia. Automatikus vezérlés. Elmélet. - M. , 2000. - S. 20. - 688 p. — ISBN 5-217-02817-3 .
Irodalom
- Yashkin II. Az automatikus vezérlés elméletének menete. M., Nauka, 1986
- Polyak B. T., Shcherbakov P. S. Robusztus stabilitás és irányítás. M., Nauka, 2002
- Besekersky V. A., Popov E. P. Az automatikus vezérlőrendszerek elmélete. M., Science, 1966
- Tsypkin Ya. Z. Az automatikus rendszerek elméletének alapjai. M., Nauka, 1977
- Novikov DA A szervezeti rendszerek menedzselésének elmélete . 2. kiadás — M.: Fizmatlit, 2007.
- Krasovskiy AA Folyamatos önbeállító rendszerek dinamikája. M. 1963
- Morosanov I. S. Relé extremális rendszerek. M., Science, 1964
- Kuntsevich VM Impulse önbeállító és extrém automatikus vezérlőrendszerek. K, Tudomány, 1966
- Rastrigin L. A. Extrém vezérlési rendszerek. M., Nauka, 1974
- Butko GI, Ivnitsky VA, POryvkin Yu. P. Repülőgép-vezérlőrendszerek jellemzőinek értékelése. M., Mashinostroenie, 1983
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |