ТЕМА 1. ПРОБЛЕМАТИКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СРЕДСТВ ССУ
Лекция 1. Задачи и средства автоматизированного проектирования ССУ
Автоматизированное проектирование средств и систем управления. Курс лекций
12
измеренные и преобразованные скорость вращения турбины со и давления
пара р, откуда сигналы рассогласования εω, εр попадают на усилительно-
преобразующие устройства 4(4') и далее на исполнительные элементы 5(5'),
перемещающие парораспределительные клапаны.
Этой СУ также присуща физическая неоднородность объекта управления,
гидроприводов, электромеханических преобразователей энергии, многочислен-
ные местные обратные связи, сложная динамика процессов управления.
Обобщая характерные свойст
ва СУ широкого класса, можно выделить
следующие особенности систем управления как объектов проектирования:
Гетерогенность – физическая разнородность устройств и элементов,
входящих в СУ;
Многокритериальность условий их применения и работоспособно-
сти, при этом большинство критериев противоречивы (точность и устойчи-
вость, надежность и массогабаритные характеристики и т. д.);
Неопределенность задаваемых параметров и возм
ущающих воздей-
ствий, определяемая наличием не только внешних, но и внутренних «шу-
мов», нестационарностью во времени параметров устройств СУ;
Внедрение микропроцессоров и управляющих ЭВМ в СУ;
Многомерность СУ, наличие нескольких контуров управления.
Эти основные свойства диктуют требования к проектированию и про-
изводству СУ как специфического класса технических си
стем.
Рассмотрим особенности СУ как объектов проектирования.
В отличие от других объектов машиностроения и приборостроения, яв-
ляющихся обычно отдельными устройствами, СУ представляет собой систе-
му из устройств, работающих в режиме управления заданным объектом. При
этом большой вес приобретают такие проектные процедуры, как анализ ус-
тойчивости, качества и точности СУ, синтез регуляторов (в том числе на
микропроцессорах), построение математических моделей объектов регули-
рования и отдельных устройств регуляторов, сборка и стыковка отдельных
конструктивных уз
лов. При проектировании СУ существенное значение при-
обретает физическая разнородность, гетерогенность устройств, входящих
в систему, и возмущающих воздействий, которые действуют на нее.
Анализ СУ показывает, что в средствах и устройствах управления ис-
пользуются практически вс
е известные и пригодные для технического при-
менения физические явления. Это придает особенности процессу проектиро-
вания, выражающиеся как в используемом инструменте проектирования –
САПР, так и в организации процесса проектирования на предприятиях по
специализации.
При разработке принципиальной схемы СУ приходится учитывать ре-
альные (не идеализированные) характеристики и физическую природу ее
элементо
в, источники их энергии, способы преобразования форм энергии и
сигналов, место включения управляющих воздействий; при разработке кон-
струкции и технологии изготовления существенное значение приобретают
операции сборки и согласования разнообразных конструкторских и техноло-
гических форм отдельных устройств; важное значение приобретает проекти-
рование в составе СУ управляющих ЭВМ и микропроц
ессоров. Проектиро-