- •Классификация видов систем
- •Характеристика основных свойств систем
- •Общие принципы исследований
- •Принципы системных исследований
- •Специфические принципы исследований хозяйственных объектов и систем управления
- •Совокупность основных принципов исследования систем управления и их краткая характеристика
- •Стадия предварительного планирования исследования
- •1. Постановка проблемы исследования и определение потребности в его проведении
- •2. Определение конкретной цели и задач исследования
- •3. Определение объекта и предмета исследования
- •4. Уточнение и интерпретация основных понятий
- •5. Предварительный системный анализ объекта исследования
- •II. Стадия разработки проекта исследования (проектная)
- •6. Формулировка рабочих гипотез
- •7. Определение подхода к исследованию, методов исследования и методов сбора данных
- •III. Стадия выполнения исследования
- •9. Сбор, систематизация и анализ вторичной информации
- •10. Корректировка разделов плана исследования, ориентированная на получение первичной информации
- •11. Сбор первичной информации
- •12. Анализ результатов, формирование выводов и рекомендаций
- •IV. Стадия использования результатов исследования
- •13. Использование результатов исследования
- •Характер проблемы исследования
- •М Лекция 8 (3/3) етоды и процедуры коллективной экспертизы
- •Основные этапы проведения экспертизы
- •П Лекция 11 (1/1) онятие об автоматическом управлении
- •Классификация систем автоматического управления Системы программного, адаптивного и интеллектуального управления
- •Разомкнутые и замкнутые системы
- •Системы автоматического регулирования и следящие системы
- •Одномерные и многомерные системы
- •Системы линейные и нелинейные
- •Системы стационарные и нестационарные
- •Системы непрерывного и дискретного действия
- •Некоторые характеристики сау
- •О Лекция 14 сновы управления рисками
- •1. Основные понятия и определения
- •2. Классификация рисков
- •М Лекция 15 етодические основы управления рисками
- •Мониторинг и анализ внешних и внутренних факторов риска
- •Оценка и оптимизация рисков
- •Методы снижения рисков
- •Экономические и организационные методы
- •А Лекция 16 нализ рисков проекта
- •Качественный анализ рисков
- •Причины возникновения рисков:
- •Количественный анализ рисков
- •Методы анализа рисков проекта
- •М Лекция 12 (1/1) атематическое описание линейных систем автоматического управления Разбиение системы на звенья
- •Уравнения звеньев системы. Линеаризация
- •П Лекция 12 (1/2) ереходные и частотные характеристики звеньев
- •Переходные характеристики
- •Частотные характеристики
Системы стационарные и нестационарные
Стационарной называется система, все параметры которой не изменяются во времени. Нестационарная система — это система с переменными параметрами или даже структурой. При математическом описании нестационарной системы это проявляется в том, что некоторые коэффициенты описывающего ее дифференциального уравнения являются функциями времени. Пример нестационарной системы — система управления ракетой, масса которой изменяется вследствие расхода топлива.
В соответствии с данным определением, в отличие от нестационарной системы, реакции стационарной системы на одно и то же воздействие не зависит от момента времени приложения этого воздействия.
Системы непрерывного и дискретного действия
САУ бывают непрерывного или дискретного действия в зависимости от характера действия составляющих систему звеньев.
Система непрерывного действия или, короче, непрерывная система состоит только из звеньев непрерывного действия, т. е. звеньев, выходная величина которых изменяется плавно и непрерывно при плавном изменении входной величины.
Система дискретного действия или дискретная система — это система, содержащая хотя бы одно звено дискретного действия. Звеном дискретного действия называется звено, выходная величина которого изменяется дискретно, т. е. скачками, даже при плавном изменении входной величины. (Скачки выходной величины могут происходить либо при прохождении входной величиной определенных пороговых значений — это звено релейного действия, либо в определенные моменты времени — звено импульсного действия.)
Некоторые характеристики сау
Устойчивость — это свойство системы возвращаться в установившееся состояние после того, как она была выведена из этого состояния каким-либо возмущением. Замкнутые САУ, как всякие замкнутые системы, весьма склонны к потере устойчивости, что чаще всего проявляется в возникновении расходящихся колебаний (генерации). Можно сказать, что устойчивость является необходимым условием работоспособности всякой САУ.
Качество процесса управления характеризуется тем, насколько процесс управления близок к желаемому. Количественно оно определяется показателями (критериями) качества, которые выбираются в соответствии с целью управления.
Важным показателем качества управления является точность управления. Например, для системы регулирования напряжения генератора точность определяется величиной установившегося отклонения напряжения генератора от заданного значения по окончании переходного процесса.
Идентификация объектов управления — это определение их математического описания — математической модели по экспериментальным данным их функционирования и априорным сведениям о таких объектах.
Наблюдаемость — это наличие допустимых измерению выходных координат вектора X, достаточных для определения текущего состояния объекта управления и, следовательно, для управления этим состоянием.
Управляемость — это наличие управляющих воздействий в векторе U , необходимых для осуществления такого управления.
Т
Лекция 13
иповые звенья систем автоматического управления
Одномерная линейная непрерывная нестационарная система управления описывается дифференциальным уравнением
(1)
(2)
Если коэффициенты уравнения постоянны, система называется линейной стационарной.
(3)
В операторной форме уравнение (1) имеет вид
,
где — символ, обозначающий операцию дифференцирования; , — дифференциальные операторы левой и правой частей уравнения (1.3):
(4)
где
Из операторной формы уравнения следует способ изображения стационарной системы на структурных схемах (рис. 13.1).
Сложные системы управления, как правило, состоят из элементарных и типовых звеньев.
1. Усилительное звено описывается уравнением
(5)
где — коэффициент усиления. Если звено стационарное, то .
2. Дифференцирующее звено описывается уравнением
(6)
Выходной сигнал равен производной входного сигнала. Уравнение (6) в операторной форме имеет вид
3. Интегрирующее звено описывается уравнением
(6)
Выходной сигнал получается в результате интегрирования входного. В операторной форме уравнение (6) имеет вид или .
4. Звено чистого запаздывания описывается уравнением , где — величина запаздывания выходного сигнала относительно входного.
С
Лекция 13
вязь структурной схемы с дифференциальным уравнением
1. Построение структурной схемы по дифференциальному уравнению. Структурные схемы строятся с помощью элементарных, типовых звеньев и сумматоров, описывающих преобразование сигналов. Они служат одним из языков описания систем управления. По структурным схемам, как правило, находится эквивалентный оператор системы управления, а затем решаются различные задачи анализа.
АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
1. Выразить член со старшей производной из дифференциального уравнения (1.3) и представить полученное соотношение с помощью сумматора, дифференцирующих и усилительных звеньев.
2. Все низшие производные получить как сигналы на соответствующих выходах последовательно соединенных интегрирующих звеньев.
3. Начальные условия (2) представить как постоянные во времени воздействия, приложенные на выходах интегрирующих звеньев.
Пример 1.1. Построить структурную схему системы, описываемой дифференциальным уравнением
с начальными условиями .
Выразим из уравнения член со старшей производной:
Изобразим схему получения сигнала (рис. 13.2). С помощью усилительного звена с коэффициентом усиления 1/4 получим сигнал . Построим теперь прямую цепь схемы, последовательно преобразовывая сигнал интегрирующими звеньями. Добавляя на выходах интегрирующих звеньев соответствующие начальные условия, получаем часть прямой цепи схемы, в которой присутствуют выходной сигнал х и его производные , . Изображаем сумматор, выходным сигналом которого служит . На этом сумматоре нужно реализовать равенство .
Для этого добавляем к прямой цепи соединение дифференцирующего и усилительного звеньев, которые из входного сигнала позволяют получить нужный сигнал на входе сумматора. Сигналы и подаем на сумматор с соответствующим знаком, используя обратные связи. Таким образом, получаем структурную схему (рис. 13.2), соответствующую заданному дифференциальному уравнению.
Пример 1.2. Построить структурную схему системы, описываемой дифференциальным уравнением
с начальными условиями .
Выразим из уравнения член со старшей производной:
Согласно алгоритму получим структурную схему системы (рис. 13.3).
Рис. 13.3
Пример 1.3. Построить структурную схему системы, описываемой дифференциальным уравнением
Выразим из уравнения член со старшей производной:
и с помощью алгоритма получим схему (рис. 13.4)
Рис. 13.4
2. Составление дифференциального уравнения по структурной схеме. Для записи дифференциального уравнения следует обозначить на схеме все промежуточные сигналы, записать уравнения для каждого звена и для каждого сумматора и из полученной системы дифференциальных и алгебраических уравнений исключить промежуточные переменные кроме входного и выходного сигналов.
Пример 1.4. Составить дифференциальное уравнение по структурной схеме, изображенной на рис. 13.5.
Рис. 13.5
Составим уравнения элементов схемы:
1) 2)
Отсюда
Дифференциальное уравнение системы имеет вид
,
Пример 1.5. Составить дифференциальное уравнение по структурной схеме, представленной на рис. 13.6.
Составим уравнения элементов схемы:
1) 2) 2)
Отсюда
Переходя от операторной формы записи дифференциального уравнения к обычной, получаем