|
|
Проектирование и теория управления производственными процессамиАвтоматизация проектирования систем управления производством. Наметим основные задачи, возникающие при проектировании систем автоматизации производства. а. Формулировка технического задания, в котором должно быть указано, какими процессами требуется управлять, каковы цели управления и в каких условиях должно осуществляться управление. б. Выяснение возможности воздействия на управляемые процессы и прогноз в. Оценка требуемой мощности исполнительных устройств, выбор типа ИУ г. Оценка возможностей получения текущей информации и выбор датчиков. д. Построение законов управления (правил преобразования информации). е. Выбор типа преобразователя информации. Программирование или схемная реализация блока преобразователя информации реализуют законы управления. Подчеркнем, что в настоящее время проектирование самих технических средств и подчинение системы автоматизации все реже входят в непосредственный круг обязанностей инженера-проектировщика САУ. Обычно ориентируется на серийно выпускаемые промышленностью блоки. Главная же его работа состоит в обеспечении технических средств и подчинении системы автоматизации общим целям. При этом совершенно особую роль играет задача проектирования законов управления. Общая теория управления может оперировать не с конкретными техническими описаниями типа автоматизации производственных процессов, а классами математических моделей. Это обстоятельство придает теории внешний облик математической дисциплины. Однако по своему содержанию и направленности теория автоматизации производственных процессов - техническая наука. Техническое содержание проявляется при выборе типа изучаемых общих математических моделей, но главным образом - при приложении и трактовке математических результатов. При технических приложениях исходными являются не математические уравнения, а реальный объект и реально используемые технические средства. Вопросы
Лекция №6 Математическое описание линейных систем автоматического управления
Объекты и системы управления технологическими процессами состоят из элементов, имеющих различную природу. Описание каждого элемента дается на языке механики, электротехники, химических или физических процессов. Для анализа взаимодействия удобно перейти к единообразному описанию. В инженерной практике получил наибольшее распространение следующий способ: а) каждый реальный элемент рассматривается как устройство, звено системы, в котором осуществляется преобразование одного процесса, называемого входным воздействием, в другой, называемой входной реакцией, или просто преобразование "вход - выход". б) взаимодействие между звеньями задаются путем описания связи между их входами и выходами, определяющих структуру схемы. Математическое описание вход - выходных соотношений может быть аналитическим (с помощью уравнений), графическим (с помощью графиков, структурных схем, графов) и табличным (с помощью таблиц). Математическое описание можно получить аналитическим на основе физических и химических законов, которым подчиняются технологические процессы, или экспериментально. Обычно вход - выходные соотношения описываются линейными или нелинейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями, передаточными функциями или импульсными функциями. Классификация систем Различают одномерные системы, имеющие один вход и один выход, и многомерные системы с несколькими входами и выходами (Рис 6.1 рис 6.2).
Рисунок 6‑1 Одномерная система Рисунок 6‑2 Многомерная система
Автоматическая система, как правило, является динамической, то есть процессы в ней протекают во времени. Динамическая система характеризуется определенным оператором. Под оператором понимают математические действия: алгебраические операции, дифференцирование, интегрирование, решение интегральных и дифференциальных уравнений, других функциональных уравнений, а также другие логические операции. Поэтому вход и выход связаны в общем случае
где H - оператор системы. Принцип суперпозиции Оператор H называется линейным, если при любых числах C1,..,Cn и любых функциях x(t),..,xn(t) выполняется равенство:
Свойство, выраженное формулой (6.2) называется принципом суперпозиции и состоит в том, что результат действия линейного оператора на линейную комбинацию заданных функций является линейной комбинацией от результатов его действия на каждую функцию в отдельности с теми же коэффициентами. Примерами линейных операторов является оператор дифференцирования
и интегрирующий оператор общего вида
где Оператор H называется нелинейным, если для него не выполняются принцип суперпозиции
и интегрирование нелинейной функции
где Стационарные и нестационарные системы Оператор системы может быть стационарным и нестационарным. В первом случае свойства оператора не зависят от времени, во втором случае он может менять во времени свои свойства и структуру. Если оператор системы стационарен, то такая система называется стационарной. Если динамическая система описывается уравнением, то характерным признаком стационарности системы является постоянство всех параметров (коэффициентов) уравнения. В противном случае система является нестационарной. Системы уравнения и их операторы могут быть непрерывными и дискретными - эти системы могут быть линейными и нелинейными. Большинство систем в целом можно отнести к системам сосредоточенными или распределенными параметрами.   ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
(6.1.)
(6.2.).
(6.3.)
(6.4.)
- некоторые известные функции.
(6.5.)
(6.6.)
- нелинейная функция.