5) Кодирование информации в системах управления. Аналоговые импульсные релейные и цифровые сигналы.

Сигнал – физический носитель информации.

Аналоговые сигналы

Непрерывный

Импульсные сигналы. Информация кодируется параметрами импульсов выбранной формы.

Ts – sampling time, время выборки.

Нет информации в любой момент времени.

Релейные сигналы

Цифровые сигналы

6) Типовые алгоритмы регулирования в системах с обратной связью

ЭС – элемент сравнения, g–goal,e–error.

Подкручиваем «ручки» в управляющем устройстве по какому-то правилу, чтобы при одинаковых eвыдавало близкиеu.

УУ может хорошо справляться на обучающем множестве, а на новом наборе выдавать плохой результат.

Универсальность обратной связи: -единственное средство стабилизации неустойчивого объекта; - ослабление непосредственно неизмеряемых возмущений; - способность функционировать удовлетворительно при изменении свойств объекта.

Алгоритмы:

Пропорциональный алгоритм. Р-закон.

Интегральный закон. I– закон.

Долго сохраняется небольшая ошибка, управляющее воздействие сделаем по накопившейся ошибке.

Дифференциальный закон. D-закон

Не будем дожидаться того, когда ошибка станет значительной, будем смотреть на скорость изменения ошибки.

Пропорционально-интегральный закон (PI-закон)

PID-закон

Kp,Ki,Kd– параметры настройки.

Таким образом, выбор принципа управления и типа алгоритма параметризуют задачу синтеза системы управления.

7) Энергетический аспект управления

ОУ формирует информацию о воздействии u(t). Для исполнения решений требуется энергия (необходимо совершить работу). Различают два вида систем: прямого управления; непрямого управления.

В случае прямого управления для выполнения команд управления привлекается энергия самого объекта. Пример: бензин и поплавок.

Достоинства: простота. Недостаток: низкая точность, т.к. в этой системе совмещается информационная алгоритмическая и энергетическая функции.

В непрямом управлении пример с поплавком, потенциометром, усилителем, источником энергии. Там реализуется I-закон.

8) Задачи теории управления

1) Анализ (прямая задача). Мы знаем, что подается на вход, хотим узнать, что на выходе.

2) Синтез системы (обратная задача) Идентифицируем характеристики системы управления.

3) Синтез управления (обратная)

9) Модели сигналов и систем

Сигнал – носитель информации (данные)

Модели сигналов

Аналоговый – непрерывная переменная непрерывного аргумента (времени)

Импульсный – числовая последовательность.

- номер импульса

Релейный сигнал – принимает конечное число уровней. - конечное множество.

Цифровой – пакеты импульсов.

Модели систем

Аналоговый – диф ур (ДУ)

Импульсный (разностное уравнение)

Релейный – конечный асинхронный автомат.

Цифровой – конечный синхронный автомат.

10) Способы построения моделей систем

Аналитический (моделирование) – основан на законах природы, которым подчиняются процессы в системе (дедукция – «от общего к частному»)

Пример: маятник – законы механики. Четырехполюсник – законы электротехники.

Экспериментальный (идентификация) – сводится к обработке данных входа и выхода объекта моделирования. Применяется для объектов плохо изученной природы или слишком сложных для аналитических описаний (индукция – «от частного к общему»)

На основе априорной информации выбирают структуру модели, обработкой данных эксперимента оценивают параметры модели.