3. Одностороннее управление сиситем

Одностороннее управление «на меньше». Рассмотрим воздушный шар.

m_Сg

У шара в данном случае нет балласта, регулирование ведется путем стравливания газа из оболочки шара. Энергия, которой обладает шар:

,

где m_С – суммарная масса шара и груза;

h_m – максимальная высота, на которую поднимается шар;

g – ускорение свободного падения.

Рассмотрим график полета шара:

h

t₁ t₂ t

В момент времени t₁ газ из шара выпустили, произошло снижение. Время снижения шара: t = t₂ – t₁.

Мощность, полученная в результате снижения:

.

–быстродействие, скорость снижения.

Вывод: скорость снижения будет выше в двух случаях:

– чем больше мощность стравливания газа из шара или чем

больше мощность привода;

– чем меньше масса груза.

При одностороннем регулировании скорость регулирования

выше в двух случаях:

– если мощность привода больше;

– если объект регулирования имеет малую инерционность.

Таким образом, постоянная времени Т любого элемента ЛСУ

зависит от двух факторов:

– его конструкции и физических свойств;

– от мощности источника питания.

Таким образом, для конкретной задачи синтеза ЛСУ для каждого звена необходимо анализировать источник питания.

4. Двусторонне управление систем

Двустороннее регулирование «в обе стороны». У шара в данном случае есть балласта. Движение шара вниз происходит за счет стравливания воздуха, а движение вверх – за счет сбрасывания балласта.

h

t₁ t₂ t₃ t₄ t

Мощность снижения остается прежней. Движение вверх тем быстрее, чем быстрее сбрасывается груз.

Вывод: максимальная высота подъема шара может быть достигнута, когда весь балласт сброшен, но при этом двустороннее управление станет невозможным. Таким образом, двустороннее управление предполагает наличие резерва мощности, когда регулирование осуществляется не на максимальной координате, а на координате h < h_m.

Таким образом, ЛСУ, осуществляя двустороннее регулирование, обладает скрытым резервом мощности энергетики. Чем больше запас, тем выше быстродействие.

5. Этапы синтеза лсу. Техническое задание

В ТЗ формулируется название системы по функциональному признаку.

Рассмотрим пример: ЛСУ расхода сыпучих материалов для упаковки в различную габаритную тару.

1. Технико–экономическое обоснование

2. Требования, предъявляемые к ЛСУ:

– энергоемкость, при сложных технических операциях ЛСУ

по принципу энергоемкости не оценивается (медицина,

ядерная энергетика); в нашем примере – 200 Вт;

– вид потребляемой энергии – для нашего примера:

электрическая энергия;

– надежность работы – необходимо соотнести рыночную

потребность ЛСУ с ее долговечностью; в нашем примере

Т_БО = 2 года;

– быстродействие – определяется рыночной потребностью в

товаре; в нашем примере допустимо 5 мин.;

– точность поддержания выходного параметра – допустимо

5%, каждый 1% уточнения приводит к повышению

стоимости на 20%;

– вид ЛСУ – дозатор сыпучих материалов – комбинированная

ЛСУ;

– элементная база – желательно выбирать элементы после

1990 г. (т.е. последние 12…15 лет)

– влияние внешних возмущений – в нашем примере нужна

зашита от электростатических полей, звуковых воздействий,

световых воздействий, пределы изменения температуры от

– 10 ⁰С до +40⁰С;

– специфика внешних условий, биозащита – защита от

насекомых, грызунов, погодных условий;

– масса;

– габариты;

– дизайн – привлекательность для потребителя.