Конспекты лекций по дисциплине “Основы теории управления” Кафедра Техничнской физики Физико-технолгического института Екатеринбург 2012 г. Содержание Раздел №1
Скачать 1.56 Mb.
|
Поискэкстремума Xэ Определение показателя качества J РегуляторW1(p) ОбъектW2(p) Значение настройки регулятора Δx=x0-x x0 U(t) X(t) 1 2 3 J  Здесь W1(p) и W2(p) – передаточные функции регулятора и объекта управления. Работа системы реализуется по замкнутому принципу. Текущее состояние объекта x(t) оценивается в блоке 1 с помощью значения показателя качества J. Блок 2 по значению J вырабатывает очередное значение  , которое не обязательно будет оптимальным. Блок 3 формирует сигнал на перестройку регулятора, в результате которой изменяется его передаточная функция W1(p). Сигнал управления будет изменен, изменится соответственно и состояние объекта. Этот процесс будет осуществляется до тех пор, пока  ,  .3. Самонастраивающиеся системы 3.1. Принципы постоения самонастраивающихся систем Система, обладающая свойством автоматически изменить в процессе работы параметры или структуру регулятора с целью сохранения заданных показателей качества и эффективности управления при произвольно меняющихся внешних условиях, называется самонастраивающейся. Из–за недостаточной априорной информации при оптимальном управлении объектами с переменными параметрами необходимо решать две задачи:
Обе задачи можно совместить, т.е. во время управления получать необходимую дополнительную информацию для улучшения управления. В этом случае управляющие воздействия C(t) носят двойственный характер: они служат как средством изучения объекта, так и средством управления оптимальным его движением. Такое управление называется дуальным (А.А. Фельдбаум). При построении оптимальных адаптивных систем используют два подхода:
При первом подходе рассматривается задача векторной оптимизации и последовательно применяемым критериям: принимается допущение, что на интервале [ti,ti+Ti ] объект является квазистационарным и для оптимизации его выбирается первый частный критерий J1, формируется и решается типовыми методами синтеза оптимальных управлений первая частная задача оптимизации (первичной оптимизация объекта), в результате решения которой получают структуру оптимального регулятора и создают основной контур схемы; в связи с изменением параметров основного контура схемы на различных интервалах [ti,ti+Ti] решается задача самонастройки оптимального регулятора по второму частному критерию (критерий самонастойки) J2=Jсн – производится вторичная оптимизация, в итоге определяют настраиваемые параметры γi регулятора, автоматическая настройка которого по определенному закону осуществляется дополнитнительным контуром (контуром самонастройки). Элементы самонастройки устанавливают для обеспечения (min среднеквадратичной ошибки, времени переходного процесса) и наибольшей эффективности управления (max производительности, экономичности устройства). 3.2. Основные элементы систем Ввод С Р О ИЭ УОПУОВС ВУвыход основной контур x контур самонастроки Основной контур образуется регулятором Р, объектом О и главной обратной связью. Структура регулятора Р в основном контуре определяется критерием первичной оптимизации и устанавливается в результате синтеза оптимальной системы без учета изменения параметров и характеристик объекта и внешних сигналов. Регулятор (а иногда и объект) содержит изменяемую часть, на которую воздействует контур самонастройки. Он имеет контролирующую часть, определяющую текущую информацию об объекте и внешних условиях, в виде устройств оценки процесса (УОП) и оценки входных сигналов (УОВС); вычислительное устройство (ВУ), вырабатывающее необходимое управление и испольнительный элемент (ИЭ), воздействующий на изменяемую часть регулятора Р основного контура системы. УОП называют также анализатором динамических свойств объекта или анализатором процесса. Это устройство служит для полного или частичного определения динамических свойств объекта или системы в целом. При полной оценке определяеются переоходная и частототная характеристики, передаточная функция, уравнения объекта; при частичной – какой–либо показатель качества и указанные характеристики в конечном числе точек. Если в качестве показателя используются взаимно корреляцонную функцию входа и выхода объекта, то УО представляет собой коррелятор. ВУ вырабатывет или хранит критерий оптимизации или условие самонастройки. Поступающую информацию об изменении параметров объекта и входных сигналов используют для выбора необходимых характеристик регулятора. ИЭ предназначен для передачи необходимого воздействия с выхода контура самонастройки на изменяемую часть регулятора Р и (или) объекта. Регулятор Р имеет также неизменяемую часть, служащую для повышения надежности системы. При выходе из строя контура самонастройки система может отклонится от оптимальной, но сохранит работоспособность. Перечисленные элементы самонастраивающейся системы не являются обязательными, их может быть больше или меньше в зависимости от качества управления. 3.3. Классификация и особенности самонастраивающихся систем СС можно классифицировать по различным признакам. Например, по
Дополнительным признаком классификации можно считать способ воздействия элементов самонастройки на систему:
СС разделяют на разомкнутые и замкнутые относительно контура настройки и входа системы, с активной и пассивной самонастройкой и т.д. СС не требует полной информации обо всех данных системы и при изменении внешних условий автоматически настраивается, обеспечивая заданный критерий качества. Для обнаружения отклонений параметров объекта от оптимальных в СС используются различные средства, например, организация автоматических пробных движений системы с последующим анализом исходной и вырабатываемой информации. По существу это автоматический поиск, являющийся наиболее характерным признаком СС. В качестве пробных движений в ряде случаев используют имеющиеся в системе флуктуации. СС является прежде всего динамическими устойчивыми системами, работающими по принципу отклонения регулируемой переменной или с использованием комбинированного принципа регулирования. Отметим некоторые характерные особенности СС:
В зависимости от структуры контура самонастройки различают следующие самонастраивающиеся системы. Системы с замкнутым контуром самонастройки. x(t) Z(t) Объект UКонтур самонастройки Р Δx x0 Самонастройка поизводится по какому–либо показателю качества поцесса управления x(t). Система с разомкнутым контуром самонастройки. x(t) Z(t) Объект UКонтур самонастройки Р Δx x0 f(t) Контур самонастройки будет разомкнут. Если он реагирует на косвенные величины f(t), от которых зависят параметры объекта (например, скоростной напор в ЛА). Разомкнутый контур, не реагирующий на результат самонастройки. x0 x Z(t) Объект UКонтур самонастройки Р Δx Самонастройка осуществляется по свойствам внешних воздействий задающего x0 и возмущающего Z(t). Процесс самонастройки системы состоит из следующих этапов: а) определение (измерение) исходных параметров x, ƒ, z; б) идентификация (корректировка модели); в) формирование воздействия на настраиваемую часть системы управления; x0 x(t) Z(t) Объект Uа Р Δx 2 б в W1(p) W2(p) г) изменение параметра или структуры регулятора. Передаточная функция адаптивной системы, отражающая функционирование контура самонастройки, равна  Для неизменности We(p) требуется сохранять   т.е передаточная функция управляющей части системы должна самонастраиваться в соответствии с этой формулой при изменении функции W2(p). Техника и теория цифрового управления (краткий обзор)
1. Введение Если для реализации системы управления (СУ) используется цифровая ЭВМ, то такая СУ называется цифровой (ЦСУ). ЦСУ можно рассматривать как аппроксимацию непрерывных систем. Такая точка зрения сужает возможности ЦСУ, т.к. предполагается, что качество управления цифровых систем, в лучшем случае, может быть не хуже управления непрерывных систем. Однако это не совсем так. Глубокое изучение ЦСУ позволит, полностью используя их возможности, проектировать системы не только уступающие, но и превосходящие по качеству управления непрерывные системы. Схема ЦСУ изображена на рис. 1. Объект управления имеет на выходе непрерывный сигнал У(t), который преобразуется в цифровую форму АЦП. Преобразование осуществляется в моменты квантования tk. Преобразованный сигнал  интерпретируется ЭВМ как последовательность чисел, которая преобразуется машиной по некоторому алгоритму в новую последовательность чисел  . Полученная последовательность преобразуется ЦАП в непрерывный сигнал U(t), который рассматривается как сигнал управления объектом. |
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Фгоу впо сибгути. Раздел 1 Основы теории множеств. Раздел 2 Формулы логики. Раздел 3 Булевы функции. Раздел 4 Предикаты и бинарные... |  | Рабочая программа учебной дисциплины основы теории управления Дисциплина «Основы теории управления» относится к циклу профессиональных дисциплин, базовая часть. Для изучения дисциплины «Основы... |
| Протокол 2 Дата 29. 09. 2012 Председатель: Грамотеева Н. А. Опорные... Опорные конспекты лекций по дисциплине «Риторика» для студентов специальности: 260502 Технология продукции общественного питания.... | | Программа учебной дисциплины основы менеджмента для бакалавров по... «Основы менеджмента» для бакалавров по направлению подготовки «Юриспруденция» 030900 [Текст] / «Государственный университет управления»,... |
| Курс лекций Концептуальные основы теории и практики управления человеческими ресурсами (8 час.) | | Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический... Изучение основ теории методов, апаратурного оформления, примеров практического использования, областей применения, достоинств, ограничений... |
| Кафедра иностранных языков Профессионально-ориентированное обучение... Утверждено на заседании Совета Института иностранных языков (Протокол №11 от 24. 05. 12) | | Кафедра иностранных языков Профессионально-ориентированное обучение... Утверждено на заседании Совета Института иностранных языков (Протокол №11 от 24. 05. 12) |
| Конспекты лекций по дисциплине: «социология и политология» Раздел I. Социология Информация о технологии обучения и использовании мультимедийных материалов. Перечень и описание предлагаемых курсов: проектирование... | | Вопросы к зачету по дисциплине «Ораторское искусство» для студентов заочного отделения Опорные конспекты лекций по дисциплине «Риторика» для студентов специальности: 260502 Технология продукции общественного питания.... |
| Конспекты по тематике лекционных занятий и ответы по темам лекций По дисциплине «История психологии» для студентов третьего курса, обучающихся по специальности 030301. 65 «Психология» на 2011-2012... | | Рабочая учебная программа по дисциплине «Основы экономики» Фгбоу впо «Уральский государственный педагогический университет» Екатеринбург, 2012. – 53 с |
| Национальный проект – производство гениев Опорные конспекты лекций по дисциплине «Риторика» для студентов специальности: 260502 Технология продукции общественного питания.... | | Рабочая программа По дисциплине: Теория государства и права Для специальности:... |
| Урок в 8 классе по теме «Квадратные уравнения» Опорные конспекты лекций по дисциплине «Риторика» для студентов специальности: 260502 Технология продукции общественного питания.... | | 2. Конспекты лекций 32 Теоретический раздел включает в себя основные проблемы бытия, познания, человека, культуры и общества, рассматриваемые как в рефлексивном,... |
