Sistem de control

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 septembrie 2017; verificările necesită 36 de modificări .

Sistem de control  - un set sistematizat (strict definit) de instrumente pentru gestionarea unui obiect controlat ( obiect de control ): capacitatea de a colecta dovezi despre starea lui, precum și mijloace de influențare a comportamentului său, concepute pentru a atinge obiectivele specificate. Obiectul sistemului de control poate fi atât obiecte tehnice, cât și oameni. Obiectul sistemului de control poate fi compus din alte obiecte, care pot avea o structură de relație permanentă.

O structură tehnică de control  este un dispozitiv sau un set de dispozitive pentru manipularea comportamentului altor dispozitive sau sisteme.

Obiectul de control poate fi orice sistem dinamic sau modelul acestuia . Starea unui obiect este caracterizată de niște valori cantitative care se modifică în timp, adică variabile de stare . În procesele naturale, astfel de variabile pot fi temperatura , densitatea unei anumite substanțe din organism , cursul de schimb al titlurilor de valoare etc. Pentru obiectele tehnice, acestea sunt mișcări mecanice (unghiulare sau liniare) și viteza lor, variabile electrice, temperaturi, etc Analiza şi sinteza sistemelor de control se realizează prin metodele unei secţiuni speciale de matematică  - teoria controlului .

Structurile de control sunt împărțite în două clase mari:

Tipuri de sisteme automate de control

Sistemul de control automat, de regulă, constă din două elemente principale - obiectul de control și dispozitivul de control.

Prin managementul obiectivelor

Obiectul de control  este o schimbare a stării obiectului în conformitate cu o lege de control dată. O astfel de schimbare apare ca urmare a unor factori externi, de exemplu, din cauza influențelor de control sau perturbatoare.

Sisteme de control automat
  • Sisteme automate de stabilizare . Valoarea de ieșire este menținută la un nivel constant (valoarea de referință este o constantă ). Abaterile apar din cauza perturbațiilor și atunci când este pornit.
  • Sisteme de reglementare a programelor . Valoarea setată se modifică conform unei legi de program predeterminate. Alături de erorile întâlnite în sistemele automate de control, există și erori din inerția controlerului . Reglarea software este un proces destul de complicat care necesită cunoașterea tehnologiei și proprietăților dinamice ale obiectului controlat [1] , care funcționează sub controlul direct al unei persoane.
  • sisteme de urmărire . Efectul de intrare este necunoscut. Se determină numai în timpul funcționării sistemului. Erorile depind foarte puternic de forma funcției f(t).
Sisteme de reglare extremă

Ei sunt capabili să mențină o valoare extremă a unui anumit criteriu (de exemplu, minim sau maxim) care caracterizează calitatea funcționării unui obiect dat. Criteriul de calitate, care se numește de obicei funcție obiectiv , indicator extrem sau caracteristică extremă , poate fi fie o mărime fizică măsurată direct (de exemplu, temperatură , curent , tensiune , umiditate , presiune ), fie eficiență , performanță etc.

Aloca:

  • Sisteme cu controler de acțiune releu extrem. Controlerul extremal universal ar trebui să fie un dispozitiv extrem de scalabil, capabil să efectueze un număr mare de calcule în conformitate cu diferite metode.
    • Regulatorul Signum este utilizat ca analizor analog de calitate care caracterizează fără ambiguitate doar un parametru reglabil al sistemelor. Este format din două dispozitive conectate în serie: Signum-releu ( D-flip-flop ) și executive engine ( integrator ).
    • Sisteme extreme cu obiect fără inerție
    • Sisteme extreme cu obiect inerțial
    • Sisteme extreme cu caracteristică de plutire. Este folosit atunci când extremul se modifică într-un mod imprevizibil sau greu de identificat.
  • Sisteme cu detector sincron (sisteme extreme de acțiune continuă). În canalul direct există o legătură de diferențiere , care nu trece de componenta constantă. Din anumite motive, această legătură nu poate fi eliminată sau deviată sau nu este aplicabilă. Pentru a asigura operabilitatea sistemului, se utilizează modularea influenței de antrenare și codarea semnalului în canalul direct, iar după legătura de diferențiere este instalat un detector de fază sincronă .
Sisteme de control automate adaptive

Acestea servesc la asigurarea calității dorite a procesului cu o gamă largă de modificări ale caracteristicilor obiectelor de control și perturbațiilor.

Trebuie să se distingă două metode de organizare a adaptării: adaptarea la căutare și adaptarea cu indicarea obiectului, adică cu evaluarea experimentală a modelului său matematic.

După tipul de informații din dispozitivul de control

Tunuri autopropulsate închise

În sistemele de control automat închise, acțiunea de control se formează în dependență directă de valoarea controlată. Conexiunea ieșirii sistemului cu intrarea acestuia se numește feedback . Semnalul de feedback este scăzut din intrarea comenzii. Un astfel de feedback se numește negativ . Ar putea fi invers? Se dovedește că da. În acest caz, feedback-ul se numește pozitiv, crește nepotrivirea, adică tinde să „scuture” sistemul. În practică, feedback-ul pozitiv este utilizat, de exemplu, în generatoare pentru a menține oscilațiile electrice neamortizate.

Deschideți ACS

Esența principiului controlului deschis constă într-un program de control definit rigid . Adică, controlul se efectuează „orb”, fără monitorizarea rezultatului, pe baza doar modelului obiectului controlat încorporat în ACS. Exemple de astfel de sisteme: cronometru , unitate de control al semaforului, sistem automat de udare a gazonului, mașină de spălat automată etc.

La rândul lor, există:

  • Deschideți bucla prin setarea acțiunii
  • Deschis deranjat

Caracteristicile tunurilor autopropulsate

În funcție de descrierea variabilelor, sistemele sunt împărțite în liniare și neliniare . Sistemele liniare includ sisteme formate din elemente de descriere, care sunt date prin ecuații algebrice liniare sau diferențiale .

Dacă toți parametrii ecuației de mișcare a sistemului nu se modifică în timp, atunci un astfel de sistem se numește staționar . Dacă cel puțin un parametru al ecuației de mișcare a sistemului se modifică în timp , atunci sistemul se numește nestaționar sau cu parametri variabili .

Sistemele în care influențele externe (de setare) sunt definite și sunt descrise prin funcții continue sau discrete în timp aparțin clasei sistemelor deterministe .

Sistemele în care au loc influențe aleatoare de semnal sau parametrice și sunt descrise prin ecuații diferențiale sau diferențiale stocastice aparțin clasei sistemelor stocastice.

Dacă sistemul are cel puțin un element, a cărui descriere este dată de ecuația cu diferență parțială , atunci sistemul aparține clasei sistemelor cu variabile distribuite .

Sistemele în care dinamica continuă generată în fiecare moment de timp este presărată cu comenzi discrete trimise din exterior se numesc sisteme hibride .

Exemple de sisteme automate de control

În funcție de natura obiectelor controlate , se pot distinge sisteme de control biologic, ecologic, economic și tehnic. Exemple de management tehnic includ:

Conceptul de reglare a sistemului de control

Reglarea sistemului de control este înțeleasă ca o listă de lucrări de calcul și experimentale care vizează găsirea parametrilor de reglare ai controlerului care asigură calitatea specificată de reglementare, organizare și desfășurare a testelor la scară completă la producția de operare sau experimente de calcul pentru a confirma optimitatea parametrilor selectați. Dovada optimității ar trebui să fie rezultatele funcționării controlerului pentru mai multe valori ale parametrilor de reglare, printre care se numără și optimi. Parametrii de reglare sunt valorile lor numerice pentru un anumit regulator, restricții asupra intervalelor de variație a acestora în timpul căutării, precum și criterii de calitate.

Conceptul de reglare a sistemului de control este destul de larg - totul depinde de scopul și condițiile de reglare. La instalarea oricăror sisteme de control, în special în industria energiei termice, ar trebui să se țină cont de inconsecvența internă a lucrărilor efectuate.

Succesul reglajului controlerului depinde de caracterul complet al informațiilor despre obiectul reglementării. În același timp, în timpul funcționării sistemului pot fi obținute cele mai complete și fiabile informații. Prin urmare, tuningul practic trebuie întotdeauna început cu o lipsă de informații și trebuie să fii pregătit pentru tot felul de surprize.

Cu toate acestea, în orice caz, asigurarea durabilității este o cerință obligatorie.

Următoarele cerințe pot fi impuse rezultatelor reglajului, care pot fi clasificate drept suficiente:

  1. asigurarea operabilității sistemului de control (capacitatea de a porni regulatorul);
  2. asigurarea funcționării regulatorului cu o marjă de stabilitate dată (garanția funcționării stabile);
  3. oferind parametri optimi care garantează minimul criteriului de calitate selectat.

Lista de cerințe suficiente de mai sus este o listă a etapelor de punere în funcțiune care trebuie parcurse pentru a obține calitatea maximă a sistemului de control. Etapele pot fi efectuate imediat la începutul producției sau distanțate în timp. [2]

Cerințe pentru sistemele automate de control

Scopul principal al sistemului de control automat este de a oferi o corespondență dată între coordonatele de intrare și de ieșire. În cazul unui sistem de urmărire, coordonatele de intrare trebuie să fie în orice moment egale cu ieșirea. Deoarece sistemul automat funcționează pe baza unei comparații între coordonatele de intrare și de ieșire, o astfel de egalitate este fundamental imposibil de realizat și se poate vorbi doar de o diferență destul de mică între coordonatele de intrare și de ieșire. [3]

Vezi și

Note

  1. ↑ A. V. Andryushin, V. R. Sabanin, N. I. Smirnov. Management și inovație în ingineria energiei termice. - M: MPEI, 2011. - S. 15. - 392 p. - ISBN 978-5-38300539-2 .
  2. ↑ Stephanie E.P. Fundamentele calculului setarii regulatoarelor de procese termice si energetice /E. P. Stephanie. M., 1982. - 325 p.
  3. ↑ E. A. Fedosov, A. A. Krasovsky, E. P. Popov și alții . Enciclopedie. Control automat. Teorie. - M. , 2000. - S. 20. - 688 p. — ISBN 5-217-02817-3 .

Literatură

  • Yashkin II Cursul teoriei controlului automat. M., Nauka, 1986
  • Polyak B. T., Shcherbakov P. S. Stabilitate și control robust. M., Nauka, 2002
  • Besekersky V. A., Popov E. P. Teoria sistemelor de control automat. M., Știință, 1966
  • Tsypkin Ya. Z. Fundamentele teoriei sistemelor automate. M., Nauka, 1977
  • Novikov DA Teoria managementului sistemelor organizaționale . a 2-a ed. — M.: Fizmatlit, 2007.
  • Krasovskiy AA Dinamica sistemelor continue cu autoajustare. M. 1963
  • Morosanov I. S. Sisteme extreme releu. M., Știință, 1964
  • Kuntsevich VM Impulse sisteme de auto-reglare și control automat extrem. K, Știință, 1966
  • Rastrigin L. A. Sisteme de control extrem. M., Nauka, 1974
  • Butko GI, Ivnitsky VA, POryvkin Yu. P. Evaluarea caracteristicilor sistemelor de control aeronavelor. M., Mashinostroenie, 1983
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice