4)Определение модели, цели моделирования, разновидности моделей. Основные достоинства компьютерных моделей.

Компьютерное исследование электромеханического комплекса выполняется по его модели.

Модель – это формализованное описание объекта, системы, процесса или явления, выполненная на основе математических функций, набора чисел, графиков и таблиц. Это любой другой объект, отдельные свойства которого полностью или частично совпадают со свойствами исходного объекта.

Выделяют 3 цели, ради которых создают модель:

1. модель как средство осмысления в данном контексте помогает выявить взаимосвязи переменных, характер их изменения во времени, найти существующие закономерности. При составлении модели становится более понятней структура объекта и важные связи.

2. модель как средство прогнозирования (при помощи модели имеется возможность исследовать реакцию объекта на различные управляющие и возмущающие объекты)

3. модель как средство проектирования (2-х или 3-х мерные модели)

Все модели можно разделить на группы:

1. физические – такие модели, в которых реальный объект заменен ее уменьшенной или увеличенной копией.

2. аналоговые – основаны на замене исходного объекта, объектом другой физической природы, обладающим аналоговыми поведениями (механические колебания, резонансы)

3. математические – является математическое описание объекта т.е набор уравнений, функций базирующихся на физических законах описывающих поведение объекта.

Для решения сложных математических задач целесообразно использовать вычислительную технику и создавать компьютерные модели.

Компьютерная модель – это программная реализация математической модели, дополненная служебными программами (рисующие изменяющиеся графические образы во времени)

Достоинства: обеспечивается требуемая точность, экономичность, оперативность, безопасность пользователя и оборудования, хорошая наглядность.

5)Подсистемы управления текущего контроля.

Эти системы отображают оператору состояние процесса и обращают его внимание на ненормальные условия или ошибки, которые требуют от оператора управленческих решений. Состояние объекта управления измеряется датчиками. Все датчики делятся на аналоговые и дискретные.

Дискретные датчики измеряют состояние характеризующимися дискретными значениями (вкл ,выкл).

Аналоговые датчики измеряют состояние характеризующимися непрерывным диапазоном значений (температура, вес).

Результаты этих измерений представляются оператору при помощи световых или звуковых индикаторов (для дискретных), а так же стрелочных приборов и самописцев (для аналоговых).

Система текущего контроля и аварийной сигнализации можно реализовать подключив датчики на объекте к дискретным индикаторам.

6)Подсистемы управления последовательного действия.

Бывают дискретные и аналоговые.

Систему можно реализовать 3-мя способами как минимум:

1. использование реле, контакторов, таймеров.

2. дискретная логика на основе интегральных схем.

3. логические модули представляющие собой аппаратные устройства, содержащие логические вентили.

7)Подсистемы управления с обратной связью

В такой системе определенную переменную требуется поддерживать на заданном уровне называемую вставка. Ошибка регистрируется = SP-PV

Замкнутую систему управления можно реализовать используя регуляторы, построенные на базе операционных усилителей.

8)Использование компьютера для управления физическими объектами. Требования, предъявляемые к промышленному компьютеру.

Основные отличия промышленного компьютера от офисного.

В настоящее время с целью повышения эффективности ,безопасности ,а также для расширения их функциональных возможностей в качестве управляющих устройств используют компьютеры.

рисунки

Обычный компьютер получает данные с клавиатуры, и выводит их на монитор или принтер.

На вход управляющего компьютера поступают сигналы от разнообразных устройств, большинство входных сигналов являются однообразными (вкл, выкл), другая часть сигналов описывает изменения аналоговых величин (температура, давление, масса). В этом случаи управляющий компьютер будет иметь большое количество выходных сигналов (дискретных и аналоговых).

Режим, при котором управляющая система работает синхронно с объектом управления, называется режимом реального времени. 

Управляющий компьютер работает в реальном времени, он должен незамедлительно реагировать на возможные управляющие и возмущающие воздействия.

Требования к промышленному компьютеру:

1. компьютер должен нормально функционировать в произвольных условиях, которым характерен перепад температуры, наличие пыли, грязи, некачественная сеть электропитания.

2. компьютер должен работать с дискретными входными и выходными сигналами, в форме напряжений характерных для промышленности (до 240В), а так же с аналоговыми сигналами (до10В).

3. язык программирования такого компьютера должен быть понятен обслуживающему персоналу, которые не имеют специальной подготовки.

4. компьютер должен иметь возможность непрерывно контролировать работу объекта управления, для того чтобы помочь персоналу в поиске неисправности.

5. для управления в режиме реального времени, компьютер должен обладать достаточным быстродействием.

6. основное внимание должно быть уделено безопасности обслуживающего персонала и объекта управления.

9)Как осуществляется связь управляющего компьютера с объектом управления.

При помощи дискретных и аналоговых датчиков, а так же дискретных и аналоговых сигналов.

10)Приведите примеры программного обеспечения, которое может быть использовано для решения задач в сфере электропривода.

3 уровня

Сапр, КАЕ, ПК МВТУ, Компас

11)Назначение программы МВТУ 3.7 и режимы работы.

ПК МВТУ (моделирование в технических устройствах) был разработан в МГТУ в 2008г и представляет собой современную САПР, предназначенную для исследования и анализа динамических процессов в разных системах.

Может работать в 5-ти режимах:

1. Моделирование осуществляется моделирование динамических процессов в непрерывных, дискретных и гибридных системах в том числе при наличии обмена данными с внешними устройствами и программами.

2. Оптимизация решаются задачи параметрической оптимизации систем автоматического управления, а так же синтеза оптимальных регуляторов и оптимального управления.

3. Анализ основная задача расчет амплитудных частот и фазы частотных характеристик

4. Синтез формирует передаточные функции регуляторов по заданным амплитудно-частотным характеристикам.

5. Контроль и управление имеется возможность создания виртуальных аналогов пультов управления и мнемосхем с измерительными и управляющими устройствами. С помощью таких панелей управления и дополнительного ПО можно управлять и реальными объектами.