Методы получения математических моделей.
1.Аналитический метод основан на изучение физических и химических процессов, происходящих в объектах с учетом конструкции объекта и характеристик материала. При этом используются известные законы сохранения энергии вещества, кинетики и т.д.
Преимущества данного метода: модели получаются универсальные, их можно использовать на аналогичных объектах большего или меньшего размера.
Недостаток: объекты управления настолько сложны, что описать известными уравнениями все происходящие процессы при реальных граничных условиях не удается, а если и удается, решение получается очень сложным.
В таких случаях говорят, модель не замкнута, т.е. количество уравнений меньше количества неизвестных.
2.Экспериментальный (опытный) основан на опытных исследованиях объекта управления и дает возможность получить математическое описание таких объектов, аналитическое описание которых не возможно.
Экспериментальные методы делятся на:
а) пассивные. Предполагают изучение свойств объекта в процессе нормальной эксплуатации объекта, т.е. объект не останавливается, выпускает продукцию, а анализируются естественные, случайные колебания входных и выходных величин. Используются методы обработки случайных процессов.
Недостаток: точность модели будет не высока.
б) активные. Подразумевают специальные воздействия на объект с дальнейшим изучением реакции выходных величин (отклика).
Недостаток: при этих экспериментах процесс выходит за пределы оптимального режима.
Метод отличается высокой точностью.
3.Комбинированный (экспериментально-аналитический). Суть метода в том, что в начале используя известные законы сохранения, получают систему уравнений в общем виде, т.е. коэффициенты на данном этапе предполагаются неизвестные. А на втором этапе путем эксперимента получают коэффициенты.
Адекватность модели - соответствие математической модели тем процессам, которые изучаются; в соответствии определяются погрешности, когда теоретические данные не соответствуют экспериментальным.
Лекция № 9 Системы автоматического управления технологическими процессами.
Обобщенная схема:
Информация по текущему состоянию снимается датчиками.
Сигналы пропорциональные измерению передаются на щит управления.
Технологический персонал, управляющий вычислительный комплекс (УВК).
УВК состоит из УСО (устройства связи с объектом).
МПС – электронный мозг УВК (микропроцессорная система). УВК может обмениваться информацией с помощью модема.
АСУП – автоматизированная система управления предприятием.
Эксплуатационный персонал АСУП может вносить коррективы в работу УВК.
Станции управления регуляторов служат для переключения с ручного режима управления на автоматическое регулирование и наоборот. Кроме того, на станции управления находятся манипуляторы для ручного управления исполнительными механизмами (ИМ). ИМ является приводом регулирующего органа.
В зависимости от использования вычислительной машины возможны следующие режимы:
1. Машина, т.е. УВК используется в качестве многоканального цифрового прибора (информационно-справочный режим), управление при этом ручное.
2. Супервизорный режим. Здесь наряду с автоматическим регулированием машина автоматически изменяет заданные значения (задания) регуляторов, тем самым осуществляется супервизорное автоматическое управление.
3. Режим непосредственного цифрового управления. Здесь регуляторы уже не работают. Управление происходит непосредственно от машины, минуя регуляторы. Сигнал идет от станции управления к исполнительному механизму.
1-ый и 3-ий режимы являются одноуровневыми. В первом случае работает только нижний уровень, а в третьем - только верхний уровень. Второй режим – двухуровневый. Нижний уровень – регуляторы, верхний уровень – УВК.