6. Функциональный, структурный анализ системы управления

. Данная схема позволяет выявить все элементы системы, взаимосвязи между ними и выявить принцип работы системы управления, т.е. провести функциональный анализ системы управления. Для этого необходимо:

1. Выявить объект управления системы, для чего необходимо:

   1. выявить управляемый параметр процесса,

   2. выявить управляющее воздействие,

   3. выделить из технологического процесса объект управления, которым является часть процесса от входного управляющего параметра до выходного регулируемого параметра и его закономерностями и другими входными воздействиями.

   4. выявить механизм и закономерности функционирования регулируемого процесса,

   5. выявить возмущающие воздействия, действующие на регулируемую переменную.

2. Выявить элементы системы управления, реализующие алгоритм управления:

   1. выявить задающее воздействие и задатчик, с помощью которого задающее воздействие может изменяться,

   2. выявить датчик, измеряющий регулируемую переменную,

   3. выявить элемент сравнения, определяющий ошибку системы регулирования,

   4. выявить управляющее устройство, рассчитывающее величину управляющего воздействия,

   5. выявить исполнительный механизм, на который подается управляющее воздействие,

   6. выявить регулирующие орган, с помощью которого исполнительный механизм изменяет входной управляющий параметр объекта управления.

Все элементы системы управления производят преобразования сигналов. Для взаимной передачи информации элементы системы связаны между собой линиями связи. Для анализа закономерностей работы элементов системы и преобразования сигналов используют структурные схемы. На структурных схемах элементы системы изображают в виде прямоугольников, а передача информации между элементами изображается в виде линий связи между ними. В прямоугольниках элементов системы показывают математические закономерности преобразования входного сигнала в выходной. Сигналы между элементами в свою очередь характеризуются своими временными и спектральными характеристиками.

На структурной схеме также показывают элементы и точки схемы, к которым прикладываются внешние воздействия – задающее воздействие, возмущающие воздействия (их может быть несколько), ошибки элементов при измерении и преобразовании сигналов в виде случайных процессов. Выходными сигналами структурной схемы (системы управления) являются регулируемая переменная, ошибка регулирования.

Функциональный анализ систем управления позволяет выявить все элементы системы и связи между ними. Структурный анализ позволяет исследовать закономерности работы системы управления, ее устойчивость, качественные показатели, возможность отработки имеющихся на технологическом процессе возмущающих воздействий. На начальном этапе анализа в структурную схему заносятся условные обозначения закономерностей работы элементов системы, преобразования сигналов, характеристики сигналов. По мере изучения элементов системы эти закономерности и характеристики уточняются, вплоть до получения максимально возможной информации.