Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения), изменяются регулируемые переменные. Цель же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех).
При этом необходимо выбирать такой закон регулирования, при котором сигналы управления проходили бы через систему с малыми искажениями, а сигналы шума практически не пропускались.
Теория автоматического регулирования прошла значительный путь своего развития. На начальном этапе были созданы методы анализа устойчивости, качества и точности регулирования непрерывных линейных систем. Затем получили развитие методы анализа дискретных и дискретно-непрерывных систем. Можно отметить, что способы расчета непрерывных систем базируются на частотных методах, а расчета дискретных и дискретно-непрерывных — на методах z-преобразования.
В настоящее время развиваются методы анализа нелинейных систем автоматического регулирования. Нарушение принципа суперпозиции в нелинейных системах, наличие целого ряда чередующихся (в зависимости от воздействия) режимов устойчивого, неустойчивого движений и автоколебаний затрудняют их анализ. Еще с большими трудностями встречается проектировщик при расчете экстремальных и самонастраивающихся систем регулирования.
Как теория автоматического регулирования, так и теория управления входят в науку под общим названием «техническая кибернетика», которая в настоящее время получила значительное развитие. Техническая кибернетика изучает общие закономерности сложных динамических систем управления технологическими и производственными процессами. Техническая кибернетика, автоматическое управление и автоматическое регулирование развиваются по двум основным направлениям: первое связано с постоянным прогрессом и совершенствованием конструкции элементов и технологии их изготовления; второе — с наиболее рациональным использованием этих элементов или их групп, что составляет задачу проектирования систем.
Разработка системы управления персоналом на предприятии (2)
... -статистического до философско-психологического. Система управления персоналом обеспечивает непрерывное совершенствование методов работы с кадрами и использованием ... из американских источников. А вот следующее - результат разработки отечественных специалистов. "Кадровое планирование -это направленная деятельность ... его «изучения и так далее). В теории и практике различают следующие виды потребности в ...
Проектирование систем автоматического регулирования можно вести двумя путями: методом анализа, когда при заранее выбранной структуре системы (расчетным путем или моделированием) определяют ее параметры;
методом синтеза, когда по требованиям, к системе сразу же выбирают
наилучшую ее структуру и параметры. Оба эти способа получили широкое практическое применение и поэтому достаточно полно освещены в настоящей книге.
Определение параметров системы, когда известна ее структура и требования на всю систему в целом, относится к задаче синтеза. Решение этой задачи при линейном объекте регулирования можно найти, используя, например, частотные методы, способ корневого годографа или изучая траектории корней характеристического уравнения замкнутой системы. Выбор корректирующего устройства методом синтеза в классе дробно-рациональных функций комплексного переменного можно выполнить с помощью графоаналитических методов. Эти же методы позволяют синтезировать корректирующие устройства, подавляющие автоколебательные и неустойчивые периодические режимы в нелинейных системах.
Дальнейшее развитие методы синтеза получили на основе принципов максимума и динамического программирования, когда определяется оптимальный с точки зрения заданного критерия качества закон регулирования, обеспечивающий верхний предел качества системы, к которому необходимо стремиться при ее проектировании. Однако решение этой задачи практически не всегда возможно из-за сложности математического описания физических процессов в системе, невозможности решения самой задачи оптимизации и трудностей технической реализации найденного нелинейного закона регулирования. Необходимо отметить, что реализация сложных законов регулирования возможна лишь при включении цифровой вычислительной машины в контур системы. Создание экстремальных и самонастраивающихся систем также связано с применением аналоговых или цифровых вычислительных машин.
Формирование систем автоматического регулирования, как правило, выполняют на основе аналитических методов анализа или синтеза. На этом этапе проектирования систем регулирования на основе принятые допущений составляют математическую модель системы и выбирают предварительную ее структуру. В зависимости от типа модели (линейная или нелинейная) выбирают метод расчета для определения параметров, обеспечивающих заданные показатели устойчивости, точности и качества. После этого уточняют математическую модель и с использованием средств математического моделирования определяют динамические процессы в системе. При действии различных входных сигналов снимают частотные характеристики и сравнивают с расчетными. Затем окончательно устанавливают запасы устойчивости системы по фазе и модулю и находят основные показатели качества.
Далее, задавая на модель типовые управляющие воздействия; снимают характеристики точности. На основании математического моделирования составляют технические требования на аппаратуру системы. Из изготовленной аппаратуры собирают регулятор и передают его на полунатурное моделирование, при котором объект регулирования набирают в виде математической модели.
Математическое описание систем автоматического управления и их характеристики
... синтеза систем привели к широкому использованию методов, связанных с применением математического аппарата преобразований Лапласа и Фурье. Эти методы и составили сущность так называемой классической теории автоматического ... справедливым только для линейных систем, уравнение объекта управления ... регулирования E ( s ) Тогда (1.16) Передаточная функция называется передаточной функцией замкнутой системы ...
По полученным в результате полунатурного моделирования характеристикам принимают решение о пригодности работы регулятора с реальным объектом регулирования. Окончательный выбор параметров регулятора и его настройка выполняют в натурных условиях при опытной отработке системы регулирования.
Развитие теории автоматического регулирования на основе уравнений состояния и z-преобразований, принципа максимума и метода динамического программирования совершенствует методику проектирования систем регулирования и позволяет создавать высокоэффективные для самых различных отраслей народного хозяйства. Полученные таким образом системы автоматического регулирования обеспечивают высокое качество выпускаемой продукции, снижают ее себестоимость и увеличивают производительность труда.
^
(управляющего воздействия)
(или возмущающими воздействиями).
по разомкнутому циклу, по замкнутому циклу, по комбинированному циклу
^
операции выполняются посредством системы, функционирующей без вмешательства человека в соответствии с заранее заданным алгоритмом.
Автоматическая система с замкнутой цепью воздействия, в которой управляющее (регулирующее) воздействие вырабатывается в результате сравнения истинного значения управляемой (регулируемой) величины с заданным (предписанным) ее значением, называется АСР.
Автоматическими
Система — совокупность элементов или устройств, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность (единство).
^
^
управлением
управляемой величиной.
заданным значением управляемой величины (управляемого параметра).
структурной схемой.
Звено — элемент, входящий в САУ в котором определенным образом преобразуется входной параметр в выходной (схематически изображается в виде блока, но не отражает особенности его конструкции).
носителями сигналов
^
Поскольку объект регулирования является элементом или звеном АСР, то свойства АСР зависят прежде всего от свойств объекта регулирования. Поэтому для создания работоспособной АСР обеспечивающей требуемое качество регулирования, необходимо прежде всего, знать свойства объекта регулирования.
Рассмотрим систему регулирования температуры современных материнских плат на примере платы ABIT NI8 SLI (nForce4 SLI Intel Edition).
Современные чипсеты отличаются изрядным тепловыделением, использовать для их охлаждения кулеры, сравнимые по размерам с процессорными, нет возможности, поэтому производители стали устанавливать маленькие, но высокооборотистые вентиляторы, которые с самого начала раздражают своим шумом, а вскоре ещё и начинают трещать. Это настоящий бич владельцев современных материнских плат, поскольку можно утихомирить процессорный кулер, заменить систему охлаждения видеокарты, но мы ограничены в возможностях по модернизации чипсетного кулера, хотя бы из-за близости к видеокарте. Да и вообще ситуация в корне неправильная – мы приобретаем достаточно дорогое изделие и немедленно вынуждены заняться его доработкой.
Системы жидкостного охлаждения для персональных компьютеров
... творчества и заканчивая готовыми корпусами с интегрированной жидкостной системой охлаждения. 2) Существуют системы жидкостного охлаждения, в конструкции которых такой элемент как помпа отсутствует ... внутреннего пространства шлейфами и платами расширения. Процессор и другие устройства охлаждаются воздухом изнутри корпуса. Эффективность воздушного охлаждения напрямую зависит от температуры ...
Производители плат давно занимался этой проблемой, система охлаждения OTES, несмотря на то, что подразумевала наличие большого количества маленьких вентиляторов, не доставляла больших неудобств пользователю. Ему не нужно было впаивать резисторы или приобретать регуляторы оборотов – BIOS материнских плат ABIT имел встроенные возможности для автоматической регулировки скорости вращения вентиляторов в зависимости от температуры. Но несмотря на наличие такой системы мы все еще можем вручную регулировать скорость вращения каждого вентилятора добиваясь нужной нам температуры с помощью системы ABIT EQ позволяющей также оценивать температуру платы в зависимости от скорости вращения каждого кулера.
Данная система довольно проста в исполнении и включает в себя собственно регулируемый объект — материнскую плату, измерительное устройство, такое как датчик температуры, систему автоматического регулирования вшитую в БИОС платы и задающее устройство имеющее ряд оптимальных температур для разных частот, усилитель напряжения в качестве усилительно преобразующего устройства, систему охлаждения состоящую из 5 высокооборотистых вентиляторов как исполнительное устройство. Все вместе они образуют систему, позволяющую эффективно отслеживать температуру платы и позволяющую поддерживать его в диапазоне некоторых оптимальных значений, не опасаясь перегрева и поломки устройства.
Список используемой литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/avtomaticheskoe-regulirovanie-tehnologicheskih-protsessov/
1 Н.Н.Иващенко «Автоматическое регулирование»
2. В.В. Черенков «Промышленные приборы и средства автоматизации»
