16 Основы теории автоматического управления

1)Авт-я система - управляемый объект (УО) + управляющее устройство (УУ), которое воздействует на УО. УО - заданная часть системы, УУ искусственно синтезируется, чтобы обеспечить авт-е управление УО. Авт-е регулирование- это частный случай авт-ого управления.

2) Авт-е системы в зависимости от ист. инфо: замкнутые, разомкнутые и комбинированные. Замкнутые системы используют инфо о действительном значении управляемой величины, она через обратную связь сравнивается с заданной. УУ стремится устранить разность. Разомкнутые системы используют инфо для формирования управляющего воздействия о некоторых основных контролируемых возмущениях действующих на систему. В комбинированных системах используется информация и по отклонению и по возмущению.

3) При анализе системы, рассматривается совокупность отдельных фц.-х элементов, т.е. фц.-я схема. Всю систему делят на динамические звенья. Динамическое звено - устройство описываемое диф. или иным уравнением. р=d/dt

4) Передаточная функция - отношение изображения по Лапласу выходной величины звена к изображению входной, W(p) (уравнение в операторной форме).

5) Элемент, описываемый сложным ур-м, м.б. представлен комбинацией типовых динам-х звеньев. Типовые динамич. звенья: пропорциональное, апериодическое звено, колебательное, интегрирующее, дифференцирующее, форсирующее, звено с запаздыванием.

6) Динамические свойства звеньев определяются их временными и частотными характеристиками (переходная фц, фц веса, АЧХ, ФЧХ , АФЧХ , ЛАЧХ) .

7) Задачи решаемые при анализе и синтезе САУ: 1.исследование устойчивости системы, 2.оценки качества управления, 3. синтез корректирующих устройств улучшающих параметры системы.

8) Методы анализа и синтеза линейных авт-х систем: оценка динамических св-в по переходным характеристикам, построение переходных процессов операционным методом, корневые оценки динам-х св-в, частотные оценки качества.

17. Экстремальное регулирование это способ авт. регулирования, состоящий в установлении и поддержании такого режима работы упр. объекта, при котором достигается экстремальное (мин. или макс.) значение некоторого критерия, характеризующего качество процесса (объекта). В качестве критерия может быть либо физ. величина, либо КПД, либо произв-ть процесса. Авт. устройство, вырабатывающее упр. воздействие на объект регулирования называется экстремальным регулятором. Экстремальный регулятор + объект образуют кибернетич. систему. Устройство, предназначенное для авт. поиска и поддержания экстремального значения регулируемого параметра, называют автоматическим оптимизатором. (различают одноканальные и многоканальные) Осн. особенность экстремального регулирования заключается в том, что заранее не известно конкретное макс.значение регулируемого параметра. Поэтому для решения задачи оптимизации работа САР должна быть организована таким образом, чтобы в ней осуществлялся непрерывный поиск значения управляющего воздействия, при котором выходной сигнал обладал бы признаками экстремального значения. Таким признаком является изменение знака производной dy/dx при прохождении экстремума. Кривая функции y=f(x) имеет экстремум, признаком которого служит равенство нулю производной от функции, слева от этой точки она больше нуля, а справа меньше нуля. Работа СЭР основывается на том, что первоначально входной сигнал принудительно изменяется в случайном направлении. Далее анализируется выходной сигнал, точнее производительность от выходного сигнала, приближена к экстремуму или нет. Чаще всего выделяют следующие типы СЭР:1)с запоминанием экстремума, 2)реагирующие, на знак и величину dy/dx, 3)с непрерывным поисковым сигналом,4) шагового типа. Перечисленные поисковые системы применяют, когда оптимизируемый параметр зависит только от одного управляющего воздействия. Существуют методы поиска экстремума оптимизируемого параметра, когда он является функцией нескольких независимых друг от друга величин, что имеет место при обработке КПЭ. Это:1)метод поочередного измерения параметров (метод Гаусса- Зейделя),2)метод градиента,3)метод наискорейшего спуска.

1)поочередный анализ выходного сигнала под воздействием отдельных возмущений на предмет влияния их на экстремальный результат. Затем вырабатывается суммарный сигнал на исполнительный механизм.

2) одновременное измерение всех координат (возмущений) и определении их влияния на выходной сигнал с позиций движения к экстремуму.3) Вначале определяется начальное значение регулируемого параметра (направление вектора градиента в начальной точке состояния системы), затем формируется сигнал по результатам этого измерения, направленный на наискорейшее достижение экстремума.