9.1.3 Методологічні основи синтезу
Розв’язання задачі синтезу при проектуванні системи у загальному випадку полягає в необхідності визначення алгоритмічної і функціональної структури системи.
Визначення алгоритмічної структури (теоретичний синтез) виконується з використанням математичних методів і на основі вимог, сформульованих у чіткій математичній формі (тобто у вибраній критеріальній стратегії).
Визначення функціональної структури (технічний синтез) полягає у виборі конкретних фізичних елементів і узгодженні їх між собою за статичними й енергетичними характеристиками. Ця процедура поки що не має чіткої математичної основи (тобто ще не формалізована) і тому належить до галузі інженерної творчості.
Оскільки не кожний елемент отриманої в результаті розрахунку алгоритмічної структури може мати відображення у вигляді фізичного блоку функціональної структури (не може бути фізично реалізований), задачі синтезу у більшості випадків неможливо вирішити, визначаючи спочатку алгоритмічну структуру САУ, а потім уже за нею - функціональну структуру. Тому задачу синтезу, як правило, розв’язують так.
Спочатку, виходячи із характеристик об'єкта управління, вимог до призначення і умов роботи САУ, за каталогами серійного устаткування вибирають функціонально необхідні елементи системи, такі, як:
регулюючий орган (виконавчий пристрій);
датчик.
Усі ці елементи САУ спільно з об'єктом управління утворюють незмінну частину функціональної структури системи (рис. 9.1).
Потім на підставі вимог до статичних і динамічних властивостей САУ розв’язують задачу визначення алгоритмічної структури змінюваної частини функціональної структури системи, в яку входять:
підсилювально-перетворювальний блок;
коригуруючий пристрій (регулятор).
П
роцедури
визначення алгоритмічної і функціональної
структур є ітераційними і тісно
переплітаються одна з одною. Остаточне
рішення про структуру САУ приймається
на основі компромісу між отримуваною
якістю управління, з одного боку, і
простотою і надійністю системи управління
- з іншого.
Якщо припустити, що основні функціональні елементи незмінної частини системи вже вибрані, то завдання синтезу у більш вузькому сенсі зводиться до визначення алгоритмічної структури САУ.
9.1.4 Основні етапи створення сау
Етапи створення САУ можна подати у такому порядку:
Формулювання мети управління, вибір змінних, якими необхідно керувати, та каналів управління, формулювання вимог до них.
Вибір функціональної структури (конфігурації системи), місця включення коригуючих пристроїв.
Побудова математичної моделі функціонально необхідних елементів (у тому числі, можливо, об'єкта управління), вибір виду задачі ідентифікації (параметрична або непараметрична).
Вибір еталонної передаточної функції, перехідної або частотної характеристики, що задовольняють вимоги якості управління.
Вибір та обґрунтування структури коригуючих пристроїв, розрахунок їх числових параметрів пристроїв.
Моделювання та дослідження САУ, що синтезується, з точки зору досягнення мети управління. Якщо якість САУ не задовольняє вимоги, необхідно змінити структуру системи, більш конструктивно вибрати функціонально необхідні елементи з урахуванням умов роботи або змінити структуру регулятора.
Формування технічного завдання, попереднє ескізне проектування, випробування дослідних зразків, впровадження у виробництво.
Названі етапи створення САУ і їх порядок не є догмою – залежно від вибраного методу синтезу деякі етапи можуть бути пропущені або багаторазово повторені.