Примеры работы систем, построенных на основе различных принципов управления.
К числу основных принципов управления могут быть отнесены:
1) научность;
2) системность и комплексность;
3) единоначалие и коллегиальность;
4) демократический централизм;
5) сочетание отраслевого и территориального подхода в управлении.
В первой половине двадцатого века получили развитие четыре четко различимые школы управленческой мысли. Хронологически они могут быть перечислены в следующем порядке:
1. Школа научного управления;
2. Административная школа;
3. Школа психологии и человеческих отношений.
4. Развитие поведенческих наук
11. Понятие объекта регулирования и автоматического регулятора.
заданном уровне при воздействии внешних возмущающих воздействий, действующих на объект управления. Этим занимаются системы автоматической стабилизации. Другой не менее важной задачей является задача обеспечения программного перехода на новые режимы работы. Решение этой проблемы осуществляется с помощью той же системы стабилизации, задание которой изменяется от программного задатчика.
Время регулирования — это время, за которое регулируемая величина в переходном процессе начинает отличаться от установившегося значения менее, чем на заранее заданное значение b , гдеb — точность регулирования. Настройки регулятора выбираются так, чтобы обеспечить либо минимально возможное значение общего времени регулирования, либо минимальное значение первой полуволны переходного процесса.
12. Общие условия устойчивости линейной системы.
Устойчивость – это свойство системы возвращаться в исходное состояние после вывода ее из состояния равновесия и прекращения действия возмущения. Устойчивость – это одно из основных требований, предъявляемых к системе. Если система не устойчива, то она не работоспособна. Рассмотрим математическое понятие устойчивости.
Если уравнение содержит хотя бы один положительный корень, то хотя бы один коэффициент характеристического уравнения будет отрицательным. Необходимое, но недостаточное условие устойчивости (при n > 2) системы – это положительность коэффициентов характеристического уравнения.
13. Границы устойчивости системы.
Устойчивость является одним из необходимых условий, обеспечивающих нормальное функционирование автоматических систем. Поэтому чрезвычайно важно выяснить те условия, которые обеспечивают принципиальную работоспособность системы, ее устойчивость.
Признаком устойчивости САУ является существование установившегося состояния. Если отклонение выходной координаты от заданного значения (т. е. ошибка управления) не стремится к постоянной величине или к нулю, а возрастает или испытывает колебания, то САУ неустойчива. Причинами неустойчивости могут быть инерционность элементов и большой коэффициент передачи разомкнутой системы, так как многократно усиленное рассогласование, возвращающееся по цепи обратной связи на вход системы, не успевает из-за запаздывания в инерционных элементах отрабатываться.
14. Понятие о запасе устойчивости.
Устойчивость — свойство САУ возвращаться в заданный или близкий к нему установившийся режим после какого-либо возмущения.
Запас устойчивости САУ
Необходимость запаса устойчивости определяется следующими условиями:
Отбрасывание нелинейных слагаемых при линеаризации.
Коэффициенты, входящие в уравнение, описывающее САУ, определяются с погрешностью.
Устойчивость исследования для типовых систем при типовых условиях.
Критерий Рауса
Чтобы смоделировать запас устойчивости, необходимо, чтобы элементы первого столбца были больше какой-то фиксированной величины ε>0, называемой коэффициентом запаса устойчивости.
Критерий Гурвица
Запас устойчивости определяется аналогично запасу устойчивости Рауса, только ε характеризует значение определителя Гурвица.
Критерий Михайлова
Вписывается окружность ненулевого радиуса с центром в точке О (0; 0). Запас определяется радиусом этой окружности. Система неустойчива при нарушении критерия Михайлова или при пересечении кривой Михайлова с окружностью.
Критерий Найквиста
Здесь критической является точка (-1; j0), следовательно, вокруг этой точки строится запретная зона, радиус которой будет представлять коэффициент запаса устойчивости.
15. Понятие о качестве процесса управления.
Качество процесса управления определяется поведением автоматической системы при переходе с одного режима работы на другой. Различают следующие основные показатели качества процесса управления: колебательность переходного процесса, максимальное отклонение (перерегулирование) управляемой переменной от заданного значения, точность, время переходного процесса.
Изменение выходной координаты
в
переходном режиме называют переходным
процессом. Переходный процесс
определяется решением дифференциального
уравнения в виде
|
(6.1) |
,
где
–
принужденная составляющая, обусловленная
отработкой задающего воздействия,
–
переходная (свободная) составляющая,
обусловленная отработкой системой
ненулевых начальных условий.
В общем случае этот процесс представляет собой сложное движение, характер которого зависит от поведения переходной составляющей и от формы начального участка принужденной составляющей. Для практики важно знать, как быстро система входит в установившийся режим, как велики перерегулирования во время переходного процесса и т. д., т. е. в понятие качества САУ нужно включить качество переходных процессов.
После окончания переходных процессов в системе устанавливается режим, когда с той или иной степенью точности выходная координата следует за задающим воздействием. На характер изменения выходной координаты в установившемся режиме существенное влияние оказывает форма воздействий. Иными словами, качество одной и той же системы зависит от характера приложенных к ней воздействий. Качество системы в установившемся режиме зависит также от ее структуры и параметров, поэтому, чтобы характеризовать свойства системы, в общее понятие качества надо включить и оценку качества установившегося режима.
Методы оценки качества процесса управления могут быть самыми различными, но определяются они в основном тремя факторами. Во-первых, они зависят от выбора критерия качества (когда систему считать «хорошей», а когда «плохой»); во-вторых, от исследуемого режима работы системы (в переходном режиме ошибки управления намного больше, чем в установившемся, а значит, и методы исследования должны быть разные); в-третьих, от характеристик воздействий.
Вследствие
неидеальности реальной САУ ухудшается
ее качество, т. е. реальная выходная
координата
всегда
отличается от желаемой
Ошибка
управления
входит
в некоторый функционал
,
называемый оценкой точности.
Функционал может иметь самую разнообразную
форму, выбор которой зависит от смысла
задачи и метода ее решения. Наиболее
простое значение функционала:
.
Оценки качества переходных процессов подразделяются на прямые и косвенные.