Солодовников (950639), страница 10
Текст из файла (страница 10)
з )(~((! =-!-.; г;, .рт!ое уран :-:'.:!:-,,"„;:.,::,-УРФнений и опре- !:;;:.'::;. "-:~ф(ф — — ' 14(х( гимн ус- '.'„,:,':;;~~1г 2 яемой а ,-:;:,;::,:.~~-~,-,;~разине~ и, ' ой, если:~;,;:,;:;!=~'."': (2.6) мальвой эксп ей средой ил войствами нне СЛУ в пр целью управле а также внут шей подсистем. а управления функции, необ луатацн и внешз управл Попеде делается ловиями, управляю Систем основные оцессе нор ння, внеши ренними с рованн аботы я автоматная процессе ее р называетс ходимые в «еоправданным, ибо в термин ТЛУ было вложено другое содержание, чем в термин ТЛР (например, в работах (2, 9, !2! излагается обычвая проблематика ТАР и пренебрегается ранее установившейся терминологией в класси. ческих трудах отечественных ученых).
Поэтому необходимо пояснить раз. личие между ТА!' и ТЛУ, состоящее в том, что ТАУ является дальнейшим принципиальным, существенным этапом развития ТАР. Основная проблема ТАР (см. подразд. 2 !) в векторной форме ставится так: заданы воздействия на входе системы, т. е, уставки, или управлнющие воздействия й(Г) =й„(8), зависящие от технологии процесса. Необходимо их наиболее качественное воспроизведение, т. е. сведение к минимуму функционала от ошибки ЩЛу) между векторами входа и выхода САР: а ш=щ!паяй (!) — у(!)1 (2.4) Система автоматического управления (САУ) представляет собой совокупность объекта управления и управляющей подсистемы (системы), подчиненных обшей цели управления.
Однако САУ могут состоять из нескольких объектов, объединенных единством цели управления (рнс. 2.15). В качестве таковых можно рассматривать, например, участок производства, цех завода или даже сам завод. . 1 Рис. 2пб. Общая функциональная схема СЛУ );:,:;:",:)(~~~~'-''':-' яя цели управления, осуществляются в ней с участием ::;:;:::„'::'::,~~„'",",'„'~~а-онер атора, ;.Ф~"~зэй" гоящая книга посвящена в основном теории автоматиче'.".;:,«':"'~"'-'.!-': управления, т. е. теории управления техническими объек,.!Ф1~- бйа яепосредственного участия человека.
Для того чтобы ; ":":""хачя к,рассмотрению проблемы ТАУ и ее отличия от проб„-':-(ййй( ТтЛР, дадим математическое описание СЛу [4, !Т), -, ";...;!~ДУ характеризуется следующими основными переменными, : ..«1~~~'",.'ргнф являются функциями времени: :;,~ '«',,~расмеппые состояния' х,(!), хх(!), ..., х„(!), представляю--",;~(Й!а,"сзобой обобщенные координаты; ''"~"""""' ' вляюшие переменные и~(!), из(!), ..., и„(!), формируеавлявпцей системой и представляющие собой воздейстправляемый объект; ние переменные или возмущающие воздействия )~(!), , !з(г), создаваемые внешней средой и являющиеся, оворя, случайными переменными; Юдаемые переменные у~(!), ух(!), ..., у, (!), представлясобой те из обобщенных координат х,(!), д= — 1, 2, ..., п емой системы, информация об изменении которых попа управляющую систему. сменные у,(Г), у=1, 2, ., ! считают выходными пере- 'системы управления.
м: рассматривать этн переменные как компоненты мнох векторных функций (см. рнс. 2.16): ать векторы х(Е), ц(Е), 1(!), у(!) векторами состояния, ия, возмущения, наблюдения (выхода) соответственно. бой момент времени ! состояние управляемой системы функцией начального состояния х(1,) и векторов ы(!о), )' п(6 гс); 1(г !о)). (2.5) ненне (2.5) эквивалентно системе из и скаляр- (о)' и(г го); !(г, го)), (2.5) и (2.6) можно рассматривать как матемаль управляемой системы в общем случае. Для деление вектора состояния дано в равд. 4.
тер ком реал не ния ала Та- де- ной (бл экст 4) в б с ег Ф) лич 1более ЛЕ Одна из нак апия ошибки ости. миров +Ли (1), хар тиво от с вит нос слож собой большие технические труди щественных — необходимость фор показателю цели управления Ео. и Смл Солодовников В. В., Бирюков В, Ф., Тумаркин В. И. Пр сложности в теории уиравлении. М,: Наука, 1977, су';='-':..~~т'„;~,'::Ж(() =(сх (1), !"..~~~:.',.;.'"..'ДРугими сл сех ко- льоде ных ных и). вке тва ной юй я). люсм. заели ого ка вектора состояния; (с — некоторый перемен- ит.
овами, необходимо получить корректирующее например, разнообразные автоматы, ро- 1, входящие в состав поточных линий, и и замкнутые, фуннционирующие иа осносвязи. ы ациклических система. В качестве сиассмотрены САР нагревательной печи и угла тангажа самолета; в качестве сид САУ объектами металлообрабатываю- п д у т л э о меод; 3-. а элемент: з р ет измериэлементам, ы (темпера- "-"..'~ф~~Ф®апатическое управление летательным аппаратом (рис. 2.20).
Отклоне'Ъ-.;1~фя~~''(Ж~атвительного угла тангажа 0 от требуемого определяется с помощью ;'-":!!~. « . «ь « . е «« * «««,и например Коровин Б. Г., Прокофьев Г. И., Рассудов Л. Н. Системы минога управления промыщлеинымн установками и работотехническими ваекеами Лл Энергоатомиздат 1990. 352 с.). которос компенсирует все случайные возмущения, вызывающие отклонения от оптимального режима х,„,(1) или от траектории объекта, вычисленной согласно первичной оптимизации, пренебрегающей этим возмущением. На рнс. 2.1З показана возможная схема адаптивной (приспосабливающейся) системы управления, в которой экстремум цели управления Е(1) мо.
дифицируется под влиянием наблюдения действительных управляющих воз действий п(1) и вектора состояния х(1). Эта схема представляет собой двух. контурную систему управления. ванна корректирующего воздействия т(1), взаимосвязаны 2.10. Примеры САР и САУ В различных отраслях промышленности и народного хозяйства широкое применение нашли два класса автоматичес. ких систем: циклические, или разомкнутые, действующие по з«(г«з-"::"'::()й. программе ( :;-.)«; ~~"'-б)~','п.а«циклические„ил ",:,*~~~~1(~цииципа обратной ':.з,";:",,приведем пример (1::!«Э~«й((;ЮтгргЕГуЛИрОВання р .: '-! -'"'"": ~ма стабилизации тмз",.'..е" ««управления — ря :;",:;-".«':;..~~'.производства. ' ~'-'*'-чузг)1~; ~др' температуры печи стабилизации ся в том, что необходимо вменять ее в ением ие иа которая дает ога напряжеепи обратной щем, или отально атклопряженнй 1«и усилителем.
осуществляет е г в электток в цепи борот. Харак- между трем является ной связи. 1 а1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 тенциометра соответствует требуемому углу тангажа и, и задается программ. « ~ ".4".:" ным механизмом й Напряжение и„ на выходе потеициометра 2 пропорцио- нально ошибке в=.д„ вЂ . Устройство Я преобразует сигнал ошибки н, управляющий сигнал иг Длн придания СЛУ требуемых динамических свойств к сигналу ошибки с помощью корректирующего устройства (элект. рической ВС-цепи) добавляются сигналы, пропорциональные его пронавод. ным н интегралам. Рнс.
2,20. Система автоматической стабилизации тангажа самолета приратор (КУ). пений Электрический сигнал затем усиливается электронным нли магнитным усилителем 4. Выходной тон (т управляет рулевой машиной 5 аетате«ьно~о аппарата б. Рулевая машина поворачивает иа угол б рули, которые создан~э момент, вращающий летательный аппарат вокруг центра масс и изменяющий при этом угол тангажа 6. Этот угол 6 сравнивается с требуемым углом О, к, таким образом, система замыкается обратной связью. Управляющим воздействием в системе является программное значеане входной величины 6„(1).
Возмущающее воздействие — силы и моменты (г, лектрои Л(э), приложенные к летательному аппарату н вызываемые атмосферными факторами, а также производственными погрешностями. равным Мегаллообрибатывающие станки с числовым программным управлением (ЧПУ). В современном производстве широко используют станки с ЧПУ [11,: 19). Применяемые в машиностроении сложные поверхности н кривые либо. описывают известными уравнениями, либо могут быть аппроксимироваиы по: участкам плоскостями и прямымн ливнями, а также поверхностями н крнвымн второго порядка. Это дает возможность сравнительно просто програм-.
мировать процесс оппеделеиня координат точек кривой и поверхности нз' ЭВМ (этап псрвичнон оптимизации системы), Поскольку число тачек, которыми должно задаваться полажение рабочего инструмента при достаточно !й тс тсхвысокой точности обработки детали, получается значительным, то на ценг-. ральной ЭВМ вычисляют лишь сравнительно небольшое число опорных точек,, которые обычно явлнются точками сопряжения кривых, описываемых раз-, личными уравнениями.
Эти данные выдаются в виде первичной программы для последуюгцей обработки на микроЭВМ, асущестнляющей интерпо«шцзю межд опорными точками и выполняющей некоторые другие операции; уп-ф равленне скоростью перемещения инструмента, учет его износа н т. д. (этгп. у симизяаторичной оптимизации). годара Функциональная схема импульсной системы управления фрезерным стан-. ком (системы с ЧПУ) показана на рис. 2.21. С выхода центральной управ.
ляшей ЭВМ сигналы поступают в формирователь импульсов (ФИ), кото!пай: преобразует эти сигналы и прямоугольные импульсы ип". ко п п- ро- Синхроннзаторы (С) разделяют во времени сигналы и„э прямой цепи от импульсов обратной связи и„*. Сигналы обратной связи, пропорциоиальннсистннному перемещению стола фрезерного станка, в виде импульсов ля ол — к (УК), Эти сигналы так ке проходят йе(1:;!';;".;"' маются с преобразовате уг « — ол ( К) "' " Р Д:;,,;:!!;.«хф~~щ))19 роботов существенно экономит подготовите«!нное время и средства через блок ФИ. при наличии рассогласования в числе задаюпгих импульсов н импул" ',;-':-':,.';;;;*„«"~~!!.*;:Ф43Фмьш«ленный робот — это принц п где импУльсный сигнал пРеобРазУетсЯ в непРеРывныи Ли.
Знак нспРеРывн':э .".,~; -","'.,~;,". '" 11Н'.з. к м сс гласования Лиэ..';,",',::,-,.",~~,' '~" с-'завершает комплексную автоматизацию производственных процессов напряжения Ли совпадает со знаком рассо~лжыаиия 1-!апряжение ли, усиленное электр нны ( ) ' ' 1' ' ' 1:,':,,:,':,')1„."-",~;-"ж~',"'шют искл!очить участие человека как в основных, так и во вспомога- «и м нм гн ких сво ств. о юты (ЭМУ) у,нлитслями' пост!жает на вход эслктродвнгатею (Эдз) котор'" )!!:::::~~""~у,:;-...ы~ операциях. Робот выдерживает жару, ол о т выдерживает жару, холод, вакуум, радиацию, 50 4* 51 может реагировать на ультразвук, иметь удлиняющие (телескопические) су станы своих звеньев и развивать большие усилия.
Но ему, конечно, недоступны в полной мере интеллектуальные возможности человека. При роботизацин производства для достижения цели управления веоб ходимо пересмотреть организацию технологического процесса, а в некоторых случаях и переоснастить производственный участок на базе технологического оборудования с ЧПУ, чтобы не объединять новую технику с устаревшей н малопроизводительной. Робот важен не сам по себе, а в комплексе с основ ными технологическими машинами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
