Лекция № Основные сведения об управлении План Основные понятия и определения. Процессы и сигналы

Функциональная схема (блок).
В функциональных схемах элементы представляются в виде прямоугольника с вписанной внутрь операцией, которую выполняет данный элемент (рис.4).

Рис.4. Функциональная схема


Структурная или алгоритмическая схема.
Здесь внутри элемента пушиться математическая зависимость (функция), выполняемая элементом (рис. 5)

Рис. 5. Алгоритмическая схема.


Принципиальная схема.

Пример 1. Зададим объект управления. Требуется построить функциональную схему САУ.

Пример 2. САР напряжения генератора постоянного тока



2-мавзу. АБС ларни қуриш принциплари. Принципы построения САУ

Режа. План

1. 
   Бошқаришнинг фундаментал принциплари. Фундаментальные принципы управления
   
2. 
   Прогаммалар ва ростлаш қонунлари. Программы и законы регулирования
   
3. 
   АБСларнинг асосий функционал элементлари. Основные функциональные элементы САУ
   

Бошқариш объектининг (БО) харакати жараёнида у турли хил қўзғатувчи таъсирлар остида бўлиб, бу таъсирлар унинг нормал ишлаш режимини издан чиқаради. Бу ҳолатда бошқарувчи қурилма (БҚ) бошқарувчи сигнал ишлаб чиқариб, натижада бу сигнал системанинг нормал иш режимини таъминлаб беради.

В процессе функционирования на ОУ оказывают влияние различные воздействия, которые могут нарушить нормальный режим работы объекта. В этом случае УУ вырабатывает управляющий сигнал, который поддерживает (обеспечивает) заданный режим работы системы.
АБСларни қуриш қуйидаги намунавий бошқариш принципларига асосланган ҳолда амалга оширилади:
При построении САУ, основываются (используются) на следующих существующих типовых принципах управления:

1. 
   Очиқ бошқариш принципи. Принцип разомкнутого управления.
   

Бу принцип бошқариш объектига таъсир қилаётган қўзғатувчи таъсирларнинг қиймати унча катта бўлмаганда қўлланилади. Данный принцип применяется в тех случаях когда оказывающие влияния на объект возмущающие воздействия невелики.
Очиқ АБСларнинг функционал схемаси қуйидаги кўринишга эгадир: Функциональная схема разомкнутой САУ имеет следующий вид:

БО – бошқариш объекти, БҚ – Бошқарувчи қурилма, f₁, f₂, f_n – қўзғатувчи таъсирлар. ОУ – объект управления, УУ – управляющее устройство, f₁, f₂, f_n – возмущающее воздействие.

Достоинство: простота управления

2. 
   Қўзғатиш бўйича бошқариш принципи (компенсациялаш принципи). Принцип управления по возмущению (принцип компенсации).
   

Бу бошқариш принципи бошқариш объектига таъсир қилаётган қўзғатувчи таъсирларнинг қиймати анча катта бўлганда қўлланилади. Ушбу принципнинг моҳияти қуйидагича:
Применяется в тех случаях, когда влияние возмущающих воздействий достаточно велико. Сущность данного принципа заключается в следующем:

1. 
   Қўзғатувчи таъсирларнинг таркиби таҳлил қилинади ва улардан жараёнга энг муҳим таъсир кўрсатадигани танланади.
   
2. 
   Анализируется состав возмущений и из них выбирается то, которое оказывает на процесс наиболее существенное влияние.
   
3. 
   Датчиклар ва компенсацион қурилмалар танланади ва булар ёрдамида танланган қўзғатувчи таъсирларни қийматини камайтиришни таъминлайдиган қўшимча контур тузилади.
   
4. 
   Выбирается датчики и компенсирующие устройства, с помощью которых создается дополнительный контур, обеспечивающий компенсацию влияния выбранного возмущения.
   

Ушбу бошқариш принципининг функционал схемаси қуйидаги кўринишга эгадир:
Структурно этот принцип представляется следующим образом:

Д – датчик, КУ – компенсацияловчи қурилма, f₁ – компенсациялаш учун танланган қўзғатувчи таъсир.
Д – датчик, КУ – компенсирующее устройство, f₁ – выбранное возмущающее воздействие для компенсации.

КУ ни танлаш учун дастлаб компенсацилаш шартини аниқлаш керак. Компенсацилаш шартини аниқлашда қуйидаги белгилашлардан фойдаланилади:

При выборе КУ первоначально определяются условия компенсации. При определении условий компенсации используются следующие обозначения:

1. 
   k_БО – БОнинг узатиш коэффициенти. коэффициент передачи ОУ.
   
2. 
   k_БҚ – БҚнинг узатиш коэффициенти. коэффициент передачи УУ.
   
3. 
   k_ҚТ – Қўзғатувчи таъсирнинг узатиш коэффициенти. коэффициент передачи возмущений.
   
4. 
   k_КҚ – КҚнинг узатиш коэффициенти. ккоэффициент передачи КУ.
   

У ҳолда чиқиш сигнали қуйидаги формула орқали аниқланади:
Тогда выходной сигнал определяется по формуле:
(1)
(2)
(1)
(2)
(2)-тенгламани (1)-тенгламага қўйиб қуйидагини хосил қиламиз:
Подставив выражение (2) в выражение (1) получим:
(3)
(3)
Қавсларни очиб қуйидагига ифодага эга бўламиз:
Раскрыв скобки, получим следующие соотношение:


Ушбу принцип қўзғатувчи таъсирларнинг хеч бўлмаганда биттасининг қиймати катта бўлганда қўлланилади.
Этот принцип применяется в том случае, когда хотя бы одно возмущающее воздействие оказывает на объект серьезное влияние.

3. 
   Оғиш бўйича бошқариш принципи. Принцип управления по отклонению.
   

Ушбу принцип турли хил АБСларни яратишда қўлланилади. Бу приципнинг функционал схемаси қуйидагича:
Этот принцип применяется при создании различных САУ. Структурно данный принцип представляется следующим образом:

СЭ – солиштирувчи элемент, Δx – хатолик сигнали, ,
СЭ – сравнивающий элемент, Δx – сигнал ошибки
Бундай системаларда керакли бошқариш натижаларни олиш учун турли тескари боғланиш типлари қўлланилади:
В этих системах необходимо получение результатов управления, для этого применяются различные типы обратных связей:

1. 
   Мусбат ва манфий тескари боғланиш. Положительная и отрицательная ОС.
   

Δx=xвх + z	Δx=xвх - z
Мусбат тескари боғланиш Положительная ОС	Манфий тескари боғланиш Отрицательная ОС

2. 
   Бирлик ва бирлик бўлмаган тескари боғланиш. Единичная и неединичная ОС.
   
3. 
   Махаллий (ички контур) ва ташқи тескари боғланиш. Местная (внутри контура) и внешняя ОС.
   
4. 
   Қаттиқ ва юмшоқ тескари боғланиш. Жесткая и гибкая. Жесткая ОС действует как в установившемся, так и в переходном режиме. Гибкая ОС только в переходном режиме.
   

Бошқаришнинг аниқлигини ошириш учун бошқаришнинг комбинациялашган принципидан фойдаланилади.

Для увеличения точности управления используются комбинированные принципы управления.

Бундай вазиятларда система инвариант система дейилади.
В таком случае система называется инвариантной.
Основной задачей определения принципа управления является выбор УУ.
Ихтиёрий АБСларнинг масаласи бу БО нинг чиқиш координаталарини берилган сатхда ушлаб туриш ёки дастур ёрдамида ўзгаришини таъминлайди. Дастурий бошқаришлар вақтга боғлиқ ва параметрик бўлади. Вақтга боғлиқ дастурий бошқаришда параметрнинг ўзгариши вақтга боғлиқ ҳолда бўлади.
Задачей любой САУ является поддержание на определенном уровне или изменение по определенной программе выходных координат ОУ. Программы могут быть временными или параметрическими. К временным относятся программы, в которых поведение выходной координаты задается функцией времени.
К параметрическим относятся такие программы, которые задаются в виде функции некоторых параметров системы

Изменение выходной координаты от времени f=x(t)	Значение выходной координаты зависит от изменения параметра

В зависимости от программы регулирования САУЦ классифицируются следующим образом:

1. 
   Системы стабилизации – предназначены для поддержания значения регулируемой величины на определенном уровне. Системы стабилизации делятся на статические и астатические.
   

В статических системах различным значениям нагрузки соответствуют различные значения управляемой переменной.
В таких системах часто возникают ошибки. На основе характеристики определяется коэффициент статизма (ошибка)

2. 
   К астатическим САУ относятся системы, у которых управляемая величина не зависит от возмущений
   

Статическая система	Астатическая система

Пример статической системы

		С изменением нагрузки Q управляемая величина Y изменяется
	В независимости от расхода Q уровень поддерживается на заданном уровне.

Динамические и статические характеристики СУ зависят от закона регулирования, под которым понимается алгоритм в соответствии, с которым вырабатывается управляющий сигнал:

1. 
   Пропорциональный закон регулирования (П-закон): k_П – коэффициент передачи (пропорциональности). Пр. – реостат.
   
2. 
   Интегральный закон регулирования (И-закон): . Применение данного закона повышает точность системы за счет накапливания (интегрирования) сигнала ошибки.
   
3. 
   Дифференциальный закон регулирования (Д-закон): .
   

ПИ – закон
САУ, как и любая друга система состоит из различных элементов и имеет следующий вид: