lec_15 (962889)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

62

ЛЕКЦИЯ 15.

4. Макроструктура и характеристика систем автоматического управления

4.1 Кибернетическая постановка задачи в автоматических системах управления.

В предыдущем разделе были рассмотрены принципы в соответствии с которыми строится математическая модель кибернетической системы. Эта модель описывает статические и динамические характеристики системы необходимые для решения задач управления. Но расчету систем на базе их математических моделей должно предшествовать выяснение задач, возникающих перед нами. Тип задачи во многом определяет макроструктуру системы, обеспечивающей ее решение, а потому рассмотрим эти задачи.

4.1.1 Задача управления: статическая и динамическая оптимизация.

Управление было охарактеризовано ранее как целенаправленное воздействие на параметры процесса или системы. Рассмотрим несколько возможных вариантов постановки задачи управления.

1 вариант. Основные параметры процесса, несмотря на воздействие возмущений, должны стабилизоваться или изменяться согласно заданию.

2 вариант. Заданные параметры должны регулироваться так, чтобы обеспечивался удовлетворительный или оптимальный режим работы, например, выходной продукт производился в достаточном или максимально воз­можном количестве или заданное количество продукта имело минимальную себестоимость.

3 вариант. Процесс (при изменении производственной задачи или по иным причинам) должен легко перестраиваться на другой режим работы.

Проанализируем представленные варианты постановки задачи.

Вариант 2 требует анализа только статистической модели процесса, а потому решае­мая здесь задача – управление в статическом режиме.

Варианты 1 и 3 касаются динамического режима, так как компенсация изменяющихся возмущений, необходимая для стабилизации, сравнение параметров процесса с изменяющимся задающим воздействием, а так же перестройка при переходе из одного режима в другой – все это может быть обеспечено только с учетом динамических характеристик системы. Таким образом, здесь имеет место управление в динамическом режиме.

Для оценки качества управления необходим количественный показа­тель. Его называют целевая функция. В вариантах задач 1 и 3 целевой функцией может быть некоторое время Т в течение которого автоматичес­кая система компенсирует скачкообразное возмущающее воздействие с не­обходимой точностью или в течение которого будет осуществляться переход в новое состояние. В решении задачи по варианту 1 можно использовать и интеграл от абсолютной ошибки, представляющей разность между заданным и действительным значением регулируемой величины. В варианте 2 в ка­честве целевой функции может быть использована себестоимость при за­данном объеме производства, кпд, прибыль и т.п.

В зависимости от того, что выражает целевая функция, цель к кото­рой следует стремится состоит в изменении регулируемой величины или свободных параметров в пределах допустимых границ так, чтобы целевая функция имела минимальное или максимальное значение. Таким образом будет реализовано оптимальное управление. В других случаях, когда нет полных сведений о процессе или с целью снижения затрат на аппаратуру и вычислительные устройства можно ограничится удовлетворительным – субоптимальным управлением.

Учитывая, что сформулированные цели управления, рассмотренные с позиций кибернетики, охватывают вопросы воздействия и улучшения стати­ческой или динамической характеристик, оптимальное управление можно рассматривать как главную цель, а субоптимальное – как частичное вы­полнение этой цели, оправданное определенными причинами.

Таким образом, под кибернетическим аспектом понимают главные цели автоматического управления, а именно:

• оптимизацию статистических характеристик;

• оптимизацию динамических характеристик, достигаемую за счет: оптимальной стабилизации регулируемых параметров, оптимального слежения за изменяющимися задающими величинами, оптимальной перестройки процесса при переходе из одного состояния в другое.

4.1.2. Главные функции управления.

Решение перечисленных ранее задач управления осуществляется раз­нообразными техническими средствами, совокупность которых есть не ме­нее разнообразные кибернетические (управляющие) системы. Однако все они реализуют те или иные типовые функции управления, важнейшими из которых являются:

• прямое управление;

• определение и согласование управляющих (задающих) воздействий;

• определение и согласование параметров управляющих (задающих) воздействий;

• определение и согласование структуры управляющих (задающих) воздействий.

При прямом управлении осуществляется непрерывное или циклическое определение управляющих (задающих) воздействий на основе предварительно рассчитанных алгоритмов управления или регулирования. Эти управляющие (задающие) воздействия обеспечивают или стабилизацию важнейших параметров процесса, или слежение за каким либо параметром, или решение аналогичных задач. Но при этом вопрос о формировании оптимальных в каком-либо отношении управляющих (задающих) воздействий не ставятся.

Три последующие функции управления как раз и решают задачу по формированию оптимальных управляющих (задающих) воздействий. При этом в наиболее простой ситуации структура и параметры управляющего (задающего) воздействия неизменны, а в более сложных случаях они переменны и подлежат определению. Необходимо отметить, что в связи существующей терминологией под "определением" понимают однократное, а под "согласованием" - многократное решение соответствующей задачи управления.

Из приведенного следует, что системы автоматического управления могут быть (в зависимости от реализуемых ими функций управления) разбиты на два класса:

1. Предварительно настраиваемые системы управления. Это системы с прямым управлением, в которых структура и параметры управляющих (задающих) воздействий определяются на стадии подготовки, настраиваются при пуске в работу и не изменяются в процессе функционирования.

Функция управления предварительно настраиваемых систем заключается в прямом управлении параметрами процесса (которые рассматриваются как выходные величины) с помощью соответствующих управляющих сигналов, определяемых характером задающих воздействий.

2. Адаптивные (самоприспосабливаюшие) системы. Это системы, в ко­торых по меньшей мере одна из функций управления, а именно: определение и согласование величин управляющих задающих воздействий, определение и согласование их параметров, определение и согласование структуры этих воздействий, осуществляется устройством управления самостоятельно в процессе функционирования.

В сравнении с системами первого типа, адаптивные системы более сложные, но они позволяют реализовать оптимальное управление при изменяющихся условиях эксплуатации.

Теперь перейдем к более подробному изучению систем двух названных типов.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций