Классификация систем управления По принципу управления

Скачать презентацию Классификация систем управления   По принципу управления Скачать презентацию Классификация систем управления По принципу управления

Классификация систем управления.ppt

  • Количество слайдов: 34

>Классификация систем управления Классификация систем управления

> По принципу управления • Разомкнутые – с управлением по задающему воздействию, - с По принципу управления • Разомкнутые – с управлением по задающему воздействию, - с управлением по возмущающему воздействию • Замкнутые (с обратной связью) • Комбинированные • Адаптивные • Робастные

> По количеству управляемых  величин • одномерные • многомерные По количеству управляемых величин • одномерные • многомерные

> По цели управления • системы автоматического  регулирования • системы с поиском экстремума По цели управления • системы автоматического регулирования • системы с поиском экстремума • оптимальные системы

>  Системы автоматического   регулирования • Предназначены для поддержания  управляемого параметра Системы автоматического регулирования • Предназначены для поддержания управляемого параметра на заданном уровне или изменения его по какому-либо закону

>  Функциональная схема системы с обратной связью      Функциональная схема системы с обратной связью f(t) g(t) е(t) u(t) x(t) ЗУ СВ ИМ ОУ _ y(t) ЧЭ

>По алгоритму функционирования системы автоматического регулирования делятся на • стабилизирующие • программные • следящие По алгоритму функционирования системы автоматического регулирования делятся на • стабилизирующие • программные • следящие

>  Стабилизирующие • Системы, поддерживающие  постоянство выходной переменной • x(t)=const, задающее воздействие Стабилизирующие • Системы, поддерживающие постоянство выходной переменной • x(t)=const, задающее воздействие g(t)=const

>  Программные • Выходная величина изменяется по  известному закону • x(t)=var • Программные • Выходная величина изменяется по известному закону • x(t)=var • g(t)=var • Программное управление можно осуществлять по любому фундаментальному принципу управления. Стабилизацию можно считать, как частный случай программного управления

>  Следящие системы • В следящих системах алгоритм  функционирования не известен. Следящие системы • В следящих системах алгоритм функционирования не известен. Регулируемая величина должна воспроизводить изменения некоторого внешнего фактора, т. е. следить за ним. Задающее устройство в этом случае получает информацию о внешнем факторе и вырабатывает соответствующее задающее воздействие

> Системы с поиском экстремума • В ряде процессов показатель качества  или эффективности Системы с поиском экстремума • В ряде процессов показатель качества или эффективности процесса может быть выражен в каждый момент времени функцией текущих координат системы, и управление можно считать экстремальным, если оно обеспечивает поддержание этого показателя в точке максимума (минимума)

> Функциональная схема экстремального регулирования • u u 1    х1 u Функциональная схема экстремального регулирования • u u 1 х1 u 2 х2 -… ИУ ОУ -… un хn vn v 2 v 1 J ВУ УПВ ЛУ ИПЭ

>   Состав схемы • ОУ – объект управления • ИУ – исполнительные Состав схемы • ОУ – объект управления • ИУ – исполнительные устройства • ИПЭ – измерительно-преобразующий элемент • УПВ – устройство пробных воздействий • ЛУ – логическое устройство • ВУ – вычислительное устройство

>ИПЭ измеряет координаты объекта управления и вычисляет показатель качества J=F 1(x 1. x 2…xn). ИПЭ измеряет координаты объекта управления и вычисляет показатель качества J=F 1(x 1. x 2…xn). УПВ генерирует пробные воздействия v 1, v 2, …vn на систему исполнительных устройств. ЛУ получает информацию о введенных пробных воздействиях и об изменении показателя качества J под их влиянием, анализирует полученные данные и результат сообщает ВУ, которое вырабатывает управляющие воздействия u 1, u 2, … u n.

>  Оптимальные системы • Обеспечивают наилучшее достижение  цели управления.  • В Оптимальные системы • Обеспечивают наилучшее достижение цели управления. • В ряде технологических процессов наилучший в определенном смысле технологический режим не может быть заранее задан, так как его выбор зависит от ряда факторов, информация о которых появляется только в ходе процесса.

>  В управлении техническими динамическими системами оптимизация часто существенна для переходных процессов, в В управлении техническими динамическими системами оптимизация часто существенна для переходных процессов, в которых показатель эффективности зависит не только от значений координат , но и от характера их изменений в прошлом, настоящем и будущем, и выражается некоторым функционалом от координат, их производных и , возможно , времени

>  Нахождение оптимального управления в подобных динамических задачах требует решения в процессе управления Нахождение оптимального управления в подобных динамических задачах требует решения в процессе управления достаточно сложной математической задачи методами вариационного исчисления или математического программирования в зависимости от математического описания (математической модели) системы.

>  Схема, поясняющая принцип оптимального управления • ОУ – объект управления, ВМ – Схема, поясняющая принцип оптимального управления • ОУ – объект управления, ВМ – вычислительная машина u x ОУ F J U ВМ X(0) X X(∞)

>x – координаты состояния ОУ; u – оптимальные управляющие воздействия; F – внешние воздействия; x – координаты состояния ОУ; u – оптимальные управляющие воздействия; F – внешние воздействия; J – значение критерия оптимальности; х(0), х(∞) – граничные условия; Х, U – допустимые значения координат состояния и управлений (ограничения)

> По типу сигналов ( характеру изменения переменных) • непрерывные (системы с непрерывным По типу сигналов ( характеру изменения переменных) • непрерывные (системы с непрерывным временем, аналоговые) • дискретные (системы с дискретным временем: - релейные; - импульсные; - цифровые (релейно-импульсные)

>  Понятия «переменная» , «воздействие» ,  «сигнал» В теории управления эти понятия Понятия «переменная» , «воздействие» , «сигнал» В теории управления эти понятия имеют информационный смысл. Сигналы на входах и выходах элементов системы управления (СУ) рассматриваются как носители информации, а сами элементы как преобразователи информации (устройства передачи и обработки информации)

>x(t)       y(t)   Элемент В непрерывных системах x(t) y(t) Элемент В непрерывных системах все сигналы описываются непрерывными функциями времени у(t)=f{x(t)}

>В дискретных системах используются способы передачи, преобразования информации, при которых осуществляется квантование. Квантование (дискретизация) В дискретных системах используются способы передачи, преобразования информации, при которых осуществляется квантование. Квантование (дискретизация) состоит в представлении непрерывных сигналов их дискретными значениями. В зависимости от вида квантования системы автоматического управления и подразделяются на релейные, импульсные, цифровые.

> В релейных системах используется квантование по уровню,  в импульсных системах - квантование В релейных системах используется квантование по уровню, в импульсных системах - квантование по времени, в цифровых – квантование по уровню и времени.

>   Импульсные системы • В импульсных системах информация кодируется  каким - Импульсные системы • В импульсных системах информация кодируется каким - либо параметром импульса (амплитуда, ширина, фаза) определенной формы. Процесс преобразования непрерывного сигнала в последовательность импульсов, параметры которых зависят от значений этого сигнала в дискретные моменты времени, называется импульсной модуляцией. В зависимости от того, какой параметр импульса модулируется непрерывным сигналом, различают: • амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), • широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), • фазоимпульсную модуляцию (ФИМ).

>Пример квантования по времени • Амплитудно-импульсная модуляция   Х(t)    Пример квантования по времени • Амплитудно-импульсная модуляция Х(t) Y(t) t Т 2 Т 3 Т 4 Т T 2 T 3 T 4 T

>  По математическим признакам (по типу   оператора преобразования) • по типу По математическим признакам (по типу оператора преобразования) • по типу уравнений, описывающих систему: - линейные, - нелинейные; • по зависимости свойств системы от времени - стационарные, - нестационарные; • по характеру внешних (возмущающих и задающих воздействий): - детерминированные, - случайные (стохастические)

> По точности в установившемся   режиме • статические • астатические По точности в установившемся режиме • статические • астатические

>По энергетическому принципу • системы прямого действия • системы непрямого (косвенного)  действия По энергетическому принципу • системы прямого действия • системы непрямого (косвенного) действия

>  По виду используемой энергии •  электрические •  пневматические • По виду используемой энергии • электрические • пневматические • гидравлические • комбинированные

> Одномерный объект управления • Характеризуется одной управляемой переменной x(t) • Описываются обыкновенными дифференциальными Одномерный объект управления • Характеризуется одной управляемой переменной x(t) • Описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями f(t) u(t) x(t) ОУ

>Многомерный объект управления • Характеризуется несколькими управляемыми  переменными x 1(t), x 2(t)…, xn(t) Многомерный объект управления • Характеризуется несколькими управляемыми переменными x 1(t), x 2(t)…, xn(t) • Описываются векторно-матричными уравнениями • Переменные входа и выхода выражаются векторными величинами f 1(t) fj(t) fk(t) U 1(t) x 1(t) Ui(t) U 3(t) ОУ xi(t) x 3(t)

>  Система автоматического регулирования прямого действия • Н – управляемая переменная (уровень) Система автоматического регулирования прямого действия • Н – управляемая переменная (уровень) Питание Пар водой H

> Система косвенного действия • Используется источник энергии     – Система косвенного действия • Используется источник энергии – Д + Р Вода Qп Вода Qp