Диссертация (1172904), страница 12
Текст из файла (страница 12)
В проблеме устойчивости особое место занимает выявление различных факторов и механизма их влияния на процесс разработки,производства и эксплуатации ТС. Количественная оценка степени влияния нарезультат функционирования необходима для выбора наиболее эффективных решений при управлении процессом технического оснащения ВО.Непосредственное участие человека в формировании и обеспечениифункционирования ЦСКБО, а также случайный характер факторов существенно усложняет процесс идентификации управления. Вместе с тем, влияние факторов носит объективный характер, поэтомузадачу управленияустойчивостью функционирования можно формализовать, придав ей соответствующее математическое описание.Рассмотрим это на примере формирования модуля ТС, выполняющегоконкретную задачу в системе охранно-пожарной сигнализации.
В формализованном виде данный процесс можно представить в виде взаимодействияуправляющего субъекта (заказчика) и объекта управления (комплекс составляющих ТС). Целью управления является достижение модулем максимальной совокупности характеристик, отражающих целевую функцию по выполнению поставленной перед ним задачи.Следовательно, вид целевой функции будетВ= Р(η1, η2,…,ηi) → max,гдеВ – функционал целевой функции,ηi – характеристика i-го ТС, входящего в модуль.(2.10)78ηi определяется качеством разработки (Х1), производства (Х2), условиями эксплуатации (Х3) и организационно-техническим уровнем субъектауправления (Ui), в частности, качеством технического обслуживания (ТО).В процессе управления добиваются достижения экстремума целевойфункции В.Таким образом,ηi = f (Х1,Х2,Х3,Ui).(2.11)Считаем, что в рассматриваемой формализованной задаче заказчикуизвестны гипотеза о поведении объекта, виды возмущений, а также вид формируемых управляющих воздействий.Для каждого i-го ТС можно определить свою целевую функцию, к достижению экстремума которой надо стремитьсяВi = φ(ηi, Ui) → max.(2.12)Для системы сигнализации в большинстве встречающихся на практикеслучаев важно оценить улучшение не одного, а нескольких её параметров,как положительных, так и отрицательных.
В частности, для величины Вi может быть взят показатель в виде нормированной свёртки единичных показателей Pkl с соответствующими весовыми коэффициентами. Выбор весовыхкоэффициентов должен осуществляться, исходя из представлений заказчикаоб относительной важности различных параметров. В настоящее время универсальная методика расчёта коэффициентов для объектовой СТС отсутствует, и они могут быть определены только на основании экспертных оценокдля конкретной системы.
Максимальный уровень качества i-го ТС достигается для образцового ("идеального") ТС.79Управляющее воздействие Yi, направленное в основном на увеличениецелевой функции Вi, можно связать с параметрами ηi функционально:Yi = Ψi(ηi).(2.13)Вид функции ψi определяется выбранной стратегией, возможностямисубъекта управления и имеющимися ограничениями.Таким образом, обобщённый вид целевой функции (2.10) будет следующим:В = Р[(η1(Ψ1), η2(Ψ2), …, ηi(Ψi)].(2.14)Из выражения (2.14) следует, что задача по управлению состоит вопределении таких функций Ψi(ηi), которые дадут максимальные значенияцелевой функции В.В общем виде решение данной задачи может быть получено с использованием математического аппарата ТАУ.В ТАУ характеристики управления определяют по кривым регулирования, представляющим собой зависимости выходного параметра от временипри появлении возмущающего воздействия определенного вида.
Для получения кривой регулирования в динамической системе необходимо составить ирешить систему дифференциальных уравнений, описывающих свойстваэлементов системы и их связи при начальных условиях.Структурная схема системы управления устойчивостью функционирования технических средств ЦCКБО, построенная на основе структурной схемы рисунка 2.5, представлена на рисунке 2.6.Представленная на рисунке 2.6 структурная схема системы автоматического управления (САУ) в общем случае содержит звенья, имеющие соответствующие передаточные функции:W1(p) – соответствует формируемым заказчиком с учётом стандартов иЕТТ требованиям к средствам безопасности, применяемым ВО;W2(p) – дополнительные требования заказчика по результатам анализа80результатов воздействия внешних факторов;W3(p) – формирование требований технических условий на производимую продукцию;W4(p) – передаточная функция объекта управления (предприятия изготовителя).Отрицательная обратная связь с выхода Q характеризует формируемыев результате анализа эксплуатации и испытаний управляющие воздействия,направленные на выполнения требований заказчика.QQсW3W1W4QдW2VРисунок 2.6.- Представление системы в виде совокупности звеньевс передаточными функциями W1, – W4 и отрицательной обратной связьюАнализ представленной обобщенной структурной схемы показывает, чтосистема управления, представленная на рисунке 2.6, соответствует системе комбинированного управления, включающей подсистемы, работающие по открытому и замкнутому циклу.
С точки зрения теории управления такое построениеобеспечивает минимальное влияние основных отрицательно воздействующихвидов возмущений на значение выходного параметра управляемого объекта.Передаточная функция системы W0(р), представляющая собой отношение в операторной форме изображения функции входного сигнала к функциивходного (возмущающего) воздействия, имеет вид:81W0 ( p) W1 ( p)[W2 ( p) W3 ( p)] W4 ( p).1 [W2 ( p) W3 ( p)] W4 ( p)(2.15)Оригинал функции выходного параметра Q от времени при линейномвходном воздействии представлен в виде графика на рисунке 2.7. Из графикаследует, что при использовании пропорционального регулятора (W1, W2 – безинерционные звенья, W4 – апериодическое звено), выходной параметр Q стремится к задающему воздействию (кривая 2).
При отсутствии управления выходной параметр Q под действием мешающих воздействий стремится к нулю(кривая 3).Следует отметить, что рассмотрение системы управления в виде САУнекорректно в том смысле, что процесс управления осуществляется персоналом (людьми), которые в зависимости от ситуации могут менять вид и характер управляющих воздействий.1Q, x2x0Q03Время tРисунок 2.7 – Временная зависимость выходного параметра САУпри различных управляющих воздействиях:1 – задающее воздействие;2 – W1, пропорциональный закон регулирования;3 – отсутствие регуляторов W1– W3.82Это соответствует применению адаптивных или самонастраивающихсярегуляторов в теории управления.
В таких регуляторах закон управления меняется при изменении условий. В рассматриваемой системе это тем более актуально, поскольку параметры объекта или возмущений известны неточно имогут изменяться со временем (как в нестационарных системах).Простое переключение между несколькими законами управления происходит в автоматических адаптивных системах управления в простейшемслучае (когда есть несколько заранее известных режимов работы). Часто вадаптивных системах регулятор оценивает параметры объекта в реальномвремени и соответственно изменяет закон управления по заданному правилу.Рассматриваемая система по своему характеру в соответствии с определенной ранее целевой функцией является экстремальной, поскольку в нейаппарат управления стремится к достижению максимума установленногокритерия качества.Положительным в структуре рассматриваемой системы является наличие регулятора W1на входе, который совместно с W2, W3 формирует комбинированное управление.На свойства контура управления (запасы устойчивости, подавлениевозмущений, робастность) не влияет регулятор W1.
Он влияет только на переходные процессы при изменении задающего воздействия.Таким образом, использованный нами метод анализа позволяет применить математический аппарат ТАУ для моделирования процесса управленияв ЦСКБО. Однако существенным недостатком такого моделирования является неопределенность числовых коэффициентов, характеризующих параметры звеньев.Для подтверждения адекватности представленной модели и оценкиэффективности управления устойчивостью функционирования средствохранно-пожарной сигнализации необходимо провести статистические исследования динамики изменения качества серийно выпускаемых ТС, применяемых ВО.832.2.3 Эффективность управления устойчивостьюфункционирования средств тревожной сигнализацииПостоянное повышение качества технических средств (ТС) охраннопожарной сигнализации (ОПС) является результатом целенаправленной деятельности органов управления вневедомственной охраны (ВО).
Количественная оценка качества ТС необходима для выбора наиболее эффективных решений при управлении процессом технического оснащения системкомплексной безопасности (СКБ), централизованной ВО [3.64; 3.65; 3.74;3.79; 3.80].По результатам опроса ведущих фирм – производителей ТС, используемых ВО для формирования СКБ, нами проведен анализ производственныхнедостатков и нарушений работы ТС ОПС за период 2010-2014 гг.Все анализируемые ТС соответствуют действующим стандартам Российской Федерации, входят в формируемый ВО "Список техническихсредств безопасности, удовлетворяющих "Единым техническим требованиямк системам централизованного наблюдения, предназначенным для применения в подразделениях вневедомственной охраны" и "Единым техническимтребованиям к объектовым подсистемам охраны, предназначеннымдляприменения в подразделениях вневедомственной охраны" [1.72; 3.19].Перечень фирм, наименование и общий объём производимых ими ТСОв период 2010-2014 гг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
