Презентация - Никитин А.А. Управление техническими системами
Подождите немного. Документ загружается.
y
y
0
u
.
─
y
0
Рис. 13.3. Характеристика идеального реле
14. УСТОЙЧИВОСТЬ 14. УСТОЙЧИВОСТЬ И И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ
ОССОСС
ПР
О
ЦЕ
СС
Ы ПР
О
ЦЕ
СС
Ы
ВВ НЕЛИНЕЙНЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМАХСИСТЕМАХ
Фазовая плоскость и фазовые траектории. Исследование Фазовая плоскость и фазовые траектории. Исследование
процессов с помощью фазовых плоскостей. Метод точечных процессов с помощью фазовых плоскостей. Метод точечных
преобразований Метод гармонического баланса ипреобразований Метод гармонического баланса и
преобразований
.
Метод
гармонического
баланса
и
преобразований
.
Метод
гармонического
баланса
и
гармонической линеаризации. Алгебраический метод гармонической линеаризации. Алгебраический метод
определения автоколебаний и устойчивости. Вынужденные определения автоколебаний и устойчивости. Вынужденные
колебания. Колебательные переходные процессы. Частотные колебания. Колебательные переходные процессы. Частотные
д бйАб йд бйАб й
мето
д
ы анализа автоколе
б
ани
й
.
Аб
солютная усто
й
чивость мето
д
ы анализа автоколе
б
ани
й
.
Аб
солютная усто
й
чивость
нелинейных систем.нелинейных систем.
Δ
x
2
Δ
x
1
.
Δ
x
2
Рис. 14.1. Фазовая траектория устойчивой системы
Δ
x
1
.
Рис. 14.2. Фазовая траектория неустойчивой системы
15. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДИСКРЕТНЫХ И 15. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДИСКРЕТНЫХ И
ЦИФРОВЫХ СИСТЕМЦИФРОВЫХ СИСТЕМ
Системы с диск
р
етной об
р
аботкой ин
ф
о
р
мации. Системы с диск
р
етной об
р
аботкой ин
ф
о
р
мации.
р р фрр р фр
Математическое описание линейных дискретных Математическое описание линейных дискретных
систем. Устойчивость линейных импульсных систем. Устойчивость линейных импульсных
систем Расчет переходных процессов всистем Расчет переходных процессов в
систем
.
Расчет
переходных
процессов
в
систем
.
Расчет
переходных
процессов
в
дискретных системах.дискретных системах.
ЭВМ
Ц
АП УЭС ЭГУ И
Д
y
Ц
Д
АЦП
ДОС
АЦП
ДОС
Рис 15 1 Структурная схема цифровой системы регулирования
Рис
.
15
.
1
.
Структурная
схема
цифровой
системы
регулирования
16. ОСНОВЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ 16. ОСНОВЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
СИСТЕМЫСИСТЕМЫ
Постановка задачи оптимального управления. Задачи Постановка задачи оптимального управления. Задачи
со свободным концом и с закрепленными концами. со свободным концом и с закрепленными концами.
Краткие сведения о методах решения задачКраткие сведения о методах решения задач
Краткие
сведения
о
методах
решения
задач
Краткие
сведения
о
методах
решения
задач
оптимального управления.оптимального управления.
Задача оптимального управления заключается в обеспечении Задача оптимального управления заключается в обеспечении
оптимального (наилучшего) значения одного или несколькихоптимального (наилучшего) значения одного или нескольких
оптимального
(наилучшего)
значения
одного
или
нескольких
оптимального
(наилучшего)
значения
одного
или
нескольких
показателей. В качестве показателей оптимального управления показателей. В качестве показателей оптимального управления
могут быть выбраны минимальная динамическая ошибка, могут быть выбраны минимальная динамическая ошибка,
минимальное время переходного процесса, минимальный минимальное время переходного процесса, минимальный
йй
расход энергии, максимальная надежность, минимальны
й
вес.расход энергии, максимальная надежность, минимальны
й
вес.
При решении задачи оптимального управления должны быть При решении задачи оптимального управления должны быть
заданы краевые (граничные) условия, значения параметров, заданы краевые (граничные) условия, значения параметров,
соответствующих начальному и конечному состояниямсоответствующих начальному и конечному состояниям
соответствующих
начальному
и
конечному
состояниям
соответствующих
начальному
и
конечному
состояниям
системы.системы.
Примером оптимального управления может быть задача об Примером оптимального управления может быть задача об
оптимальном по быстродействию управлении гидроприводомоптимальном по быстродействию управлении гидроприводом
оптимальном
по
быстродействию
управлении
гидроприводом
оптимальном
по
быстродействию
управлении
гидроприводом
при заданных начальном и конечном положениях выходного при заданных начальном и конечном положениях выходного
звена. Эта задача называется задачей с закрепленными звена. Эта задача называется задачей с закрепленными
концами.концами.
Другим примером оптимального управления может служить задачаДругим примером оптимального управления может служить задача
Другим
примером
оптимального
управления
может
служить
задача
Другим
примером
оптимального
управления
может
служить
задача
оптимального управления гидроприводом, целью которой оптимального управления гидроприводом, целью которой
является обеспечение максимального перемещения выходного является обеспечение максимального перемещения выходного
звена п
р
и за
д
анном в
р
емени
д
вижения. Эта за
д
ача относится к звена п
р
и за
д
анном в
р
емени
д
вижения. Эта за
д
ача относится к
р д р д др д р д д
задачам со свободным концом.задачам со свободным концом.
Для решения задач оптимального управления применяют Для решения задач оптимального управления применяют
следующие методы: динамического программирования следующие методы: динамического программирования
( бйР Э Б ) (Л С( бйР Э Б ) (Л С
(
разра
б
отанны
й
Р
.
Э
.
Б
еллманом
)
, принцип максимума
(Л
.
С
.
(
разра
б
отанны
й
Р
.
Э
.
Б
еллманом
)
, принцип максимума
(Л
.
С
.
Понтрягина).Понтрягина).
В основе метода динамического программирования лежит В основе метода динамического программирования лежит
принцип согласно которому поведение системы в будущем непринцип согласно которому поведение системы в будущем не
принцип
,
согласно
которому
поведение
системы
в
будущем
не
принцип
,
согласно
которому
поведение
системы
в
будущем
не
зависит от предыстории, а определяется её состоянием в зависит от предыстории, а определяется её состоянием в
настоящий момент времени.настоящий момент времени.
ЗАКЛЮЧЕНИЕЗАКЛЮЧЕНИЕ
При исследовании и проектировании систем управления и При исследовании и проектировании систем управления и
регулирования приходится решать три основные задачи: регулирования приходится решать три основные задачи:
обеспечение
у
стойчивости
,
качества и точности
р
ег
у
ли
р
ования.обеспечение
у
стойчивости
,
качества и точности
р
ег
у
ли
р
ования.
у , ру ру , ру р
Решения этих задач базируются на методах теории Решения этих задач базируются на методах теории
автоматического управления и регулирования.автоматического управления и регулирования.
В
у
чебном пособии изложены основы тео
р
ии автоматического В
у
чебном пособии изложены основы тео
р
ии автоматического
у ру р
управления и регулирования. Даны определения систем управления и регулирования. Даны определения систем
автоматического управления и регулирования. Приведена автоматического управления и регулирования. Приведена
классификация систем автоматического управления и классификация систем автоматического управления и
регулирования по различным признакам Рассмотрены методырегулирования по различным признакам Рассмотрены методы
регулирования
по
различным
признакам
.
Рассмотрены
методы
регулирования
по
различным
признакам
.
Рассмотрены
методы
математического описания систем.математического описания систем.
В настоящем пособии наиболее полно рассмотрены линейные В настоящем пособии наиболее полно рассмотрены линейные
системы Даны определения передаточной переходной исистемы Даны определения передаточной переходной и
системы
.
Даны
определения
передаточной
,
переходной
и
системы
.
Даны
определения
передаточной
,
переходной
и
весовой функций. Изложены методы расчета частотных весовой функций. Изложены методы расчета частотных
характеристик. Приведены примеры определения переходной и характеристик. Приведены примеры определения переходной и
весовой функций для типовых звеньев. Даны примеры расчета весовой функций для типовых звеньев. Даны примеры расчета
РР
частотных характеристик для типовых звеньев.
Р
ассмотрены частотных характеристик для типовых звеньев.
Р
ассмотрены
методы построения и принципы преобразования структурных методы построения и принципы преобразования структурных
схем.схем.
Даны определения алгебраическим и частотным критериям Даны определения алгебраическим и частотным критериям
устойчивости и показано их применение для проверки систем на устойчивости и показано их применение для проверки систем на
й Сйй Сй
усто
й
чивость.
С
равнительны
й
анализ показывает усто
й
чивость.
С
равнительны
й
анализ показывает
преимущество частотных критериев, среди которых преимущество частотных критериев, среди которых
наибольшее распространение получили методы, основанные на наибольшее распространение получили методы, основанные на
применении логарифмических и частотных характеристикприменении логарифмических и частотных характеристик
применении
логарифмических
и
частотных
характеристик
.
применении
логарифмических
и
частотных
характеристик
.
Точность регулирования систем зависит от многих факторов: силы Точность регулирования систем зависит от многих факторов: силы
трения, утечек рабочей жидкости, люфтов в механических трения, утечек рабочей жидкости, люфтов в механических
сое
д
инениях и
др
.
,
а также от ст
ру
кт
ур
ной схемы системы. На сое
д
инениях и
др
.
,
а также от ст
ру
кт
ур
ной схемы системы. На
д др , ру урд др , ру ур
примерах рассмотрено влияние структурной схемы на точность примерах рассмотрено влияние структурной схемы на точность
регулирования.регулирования.
Среди общих методов повышение точности систем Среди общих методов повышение точности систем
автоматического регулирования можно выделить следующие: автоматического регулирования можно выделить следующие:
увеличение коэффициента усиления разомкнутого контура; увеличение коэффициента усиления разомкнутого контура;
повышение степени астатизма системы; применение повышение степени астатизма системы; применение
регулирования по производной от ошибкирегулирования по производной от ошибки
регулирования
по
производной
от
ошибки
.
регулирования
по
производной
от
ошибки
.
Увеличение коэффициента усиления разомкнутого контура Увеличение коэффициента усиления разомкнутого контура
приводит к уменьшению ошибок во всех типовых режимах. приводит к уменьшению ошибок во всех типовых режимах.
Увеличение коэ
фф
и
ц
иента
у
силения
р
азомкн
у
того конт
ур
а Увеличение коэ
фф
и
ц
иента
у
силения
р
азомкн
у
того конт
ур
а
фф ц у ру урфф ц у ру ур
можно обеспечить за счет введения в систему автоматического можно обеспечить за счет введения в систему автоматического
регулирования усилителей или за счет повышения регулирования усилителей или за счет повышения
коэффициентов передачи отдельных звеньев.коэффициентов передачи отдельных звеньев.