3. Комментарии к заданию и указания по его выполнению

3.1. Выбор реальной системы управления и описание принципа ее работы

Важнейшим фактором подготовки специалистов, способных самостоятельно ставить и решать инженерные задачи, принимать ответственные проектные решения, является предоставление студенту свободы выбора, творческого подхода к выполнению задания.

В процессе обучения студенты специальности 220301 в ходе изучения различных дисциплин, таких как: «Теория автоматического управления», «Автоматизированный электропривод», «Технические средства автоматизации», «Моделирование систем» и других, – неоднократно рассматривали различные автоматические системы, их составные части и подсистемы, используя их математическое описание в виде дифференциальных уравнений, переходных функций, а также передаточных функций, частотных характеристик и т.п. Поэтому к 5-му курсу студенту не составляет большого труда выбрать какую-либо одномерную (с одним входом и одним выходом) САР в качестве объекта исследования для настоящей курсовой работы.

С другой стороны в 21 веке автоматические системы буквально окружают человека со всех сторон, на каждом шагу помогают ему, облегчая трудовую деятельность и быт. Стабилизаторы электрического напряжения, кондиционеры и системы управления климатом, встроенные автоматизированные приводы разнообразных устройств вычислительной техники и оргтехники, автоматические системы стиральных, посудомоечных машин, варочных панелей и шкафов, холодильных и морозильных установок, пылесосов и другой бытовой техники. Современные автомобили, самолеты, морские и речные суда напичканы автоматикой. Промышленные предприятия, в том числе машиностроительного профиля, оснащены станками и оборудованием с ЧПУ, разнообразными автоматическими устройствами. При желании можно выбрать для исследования любую подобную систему, предварительно упростив ее на разумных основаниях. Однако при этом может возникнуть проблема адекватного математического описания, которую нужно решать с помощью чтения специальной литературы и консультаций с преподавателями и специалистами.

Кроме того, при выборе системы управления рекомендуется руководствоваться также и таким прагматическим соображением, как перспектива использования технологии, алгоритмов, а возможно и результатов параметрической оптимизации, осуществленных в курсовой работе, в дальнейшем при выполнении дипломного проекта. Для этого следует при выборе САР для курсовой иметь в виду, чтобы она была связана с темой будущего дипломного проекта. Не всякий студент способен планировать на такой отдаленный срок, но тот, кто сумеет сделать это, окажется в выгодном положении: еще до начала дипломного проектирования он уже будет располагать результатами внушительного исследования по теме проекта. Особенно актуально это для тех студентов, которые выбирают систему для курсовой работы и последующей темы дипломного проекта на своей работе, где они проходят практику. Понятно, что при этом навязывание какой-либо другой системы управления вместо планируемой студентом нецелесообразно.

Все эти соображения приводят к необходимости предоставления студентам возможности самостоятельного выбора системы управления для исследования и оптимизации в данной курсовой работе. Для тех, кто не воспользуется такой возможностью, предусмотрена другая, более жесткая схема выдачи задания, однако при этом оценка за курсовую работу будет снижена.

Функциональная схема (ФС), как это следует из ее названия, показывает, как функционирует, то есть, как работает выбранная САР. ФС может содержать условные обозначения отдельных узлов и элементов системы, упрощенные детали внешнего вида некоторых известных устройств, обозначения, присущие принципиальным схемам и т.п. – главное, чтобы по ФС можно было наглядно объяснить принцип работы системы.

Основные устройства и элементы системы управления на ФС должны быть обозначены номерами, ссылки на которые должны быть указаны в тексте краткого описания работы системы.

По ФС необходимо определить: 1) какая физическая величина является входным сигналом (управляющим воздействием) и точку его приложения, 2) какая физическая величина является выходным сигналом (регулируемой величиной) и точку, в которой он измеряется. Затем управляющее входное воздействие и выходную регулируемую величину, обозначить по своему усмотрению символами (латинскими буквами), которые в дальнейшем единообразно использовать в структурной схеме САР, в схемах моделей, на графиках и т. д.