Что называется объектом управления
Объект управления
Объект управления — обобщающий термин кибернетики и теории автоматического управления, обозначающий устройство или динамический процесс, управление поведением которого является целью создания системы автоматического управления.
Ключевым моментом теории является создание математической модели, описывающей поведение объекта управления в зависимости от его состояния, управляющих воздействий и возможных возмущений (помех). Формальная математическая близость математических моделей, относящихся к объектам различной физической природы, позволяет использовать математическую теорию управления вне её связи с конкретными реализациями, а также классифицировать системы управления по формальным математическим признакам (например, линейные и нелинейные).
В теории автоматического управления считается, что управляющее воздействие на объект управления оказывает устройство управления. В реальных системах устройство управления интегрировано с объектом управления, поэтому для результативной теории важно точно определить границу между этими звеньями одной цепи. Например, при проектировании системы управления самолётом, считается, что устройство управления рассчитывает углы отклонения рулей, а математическая модель самолёта как объекта управления, должна, с учётом этих углов, определять координаты центра масс и угловое положение самолёта. Уравнения аэродинамики весьма сложные в общем виде, но в ряде случаев могут быть упрощены путём линеаризации, позволяя создать линеаризованную модель системы управления.
Содержание
Объект управления в технической системе [1]
В каждой технической системе (ТС) существует функциональная часть — объект управления (ОУ). Функции ОУ ТС заключаются в восприятии управляющих воздействий (УВ) и изменении в соответствии с ними своего технического состояния (далее — состояния). ОУ ТС не выполняет функций принятия решений, то есть не формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния предопределенным его конструкцией образом.
Объекты управления ТС состоят из двух функциональных частей — сенсорной и исполнительной.
Сенсорная часть образована совокупностью технических устройств, непосредственной причиной изменения состояний каждого из которых является соответствующие ему и предназначенные для этого управляющие воздействия. [источник не указан 291 день] Примеры сенсорных устройств: выключатели, переключатели, задвижки, заслонки, датчики и другие подобные им по функциональному назначению устройства управления техническими системами.
Исполнительная часть образована совокупностью материальных объектов, все или отдельные комбинации состояний которых рассматриваются в качестве целевых состояний технической системы, в которых она способна самостоятельно выполнять предусмотренные ее конструкцией потребительские функции. [источник не указан 291 день] Непосредственной причиной изменения состояний исполнительной части ТС (ОУ ТС) являются изменения состояний её сенсорной части.
Объекты управления и их свойства
Объекты управления являются теми основными элементами системы управления и регулирования, в которых при помощи технических средств автоматики должен осуществляться заданный или предписанный алгоритм функционирования. Объектом управления может быть машина, набор машин или сооружение, которые предназначены для выполнения технологического процесса, целью которого является получение определенной продукции или энергии. В состав объекта управления может также входить внешняя среда, если она оказывает существенное влияние на состояние объекта. Особенность объекта управления заключается в том, что в нем происходит преобразование, передача или накопление энергии или вещества.
Подведенная из вне энергия или вещество изменяют состояние объекта, которое прежде всего характеризуется изменением его параметров.
Для изменения подводимой энергии или вещества к объекту, последний обязательно имеет регулирующий орган.
Объект можно считать управляемым, если он характеризуется следующими признаками:
а) в нем происходит преобразование, передача или накопление энергии или вещества;
б) если он имеет регулирующий орган для изменения потока энергии или вещества;
в) приток энергии или вещества изменяет состояние объекта, которое характеризуется изменением одного или нескольких параметров, определяющих алгоритм функционирования и составляющих цепь управления.
Воздействие на объект управления может осуществляться как на стороне поступления энергии или вещества, так и на выходе их из объекта. Обычно воздействие на объект управления определяют как управляющим или как возмущающим.
Параметры объекта управления обычно характеризуют качество управления и их называют переменными управления или выходными величинами управляющего объекта.
Объект управления характеризуется определенными свойствами, которые влияют на работоспособность объекта и качества протекающих в цепи процессов.
К основным свойствам объекта управления относят самовыравнивание, запаздывание и аккумулирующую способность.
Под самовыравниванием понимают способность объекта самостоятельно приходить в новое состояние равновесия при изменении управляющего или возмущающего воздействия. Свойством самовыравнивания обладают не все объекты управления. Объекты управления которые описываются интегральными или интегрирующими звеньями не обладают самовыравниванием. Такие объекты называются астатическими, а обладающие самовыравниванием – статические.
Объекты без самовыравнивания очень трудно поддаются управлению. Самовыравнивание может быть положительным и отрицательным. В первом случае равновесие восстанавливается без участия регулятора. В случае отрицательного самовыравнивания, восстановление равновесия осуществляется только при участии регулятора. Это объясняется тем, что возникшее нарушение в объекте стремится к накоплению. При отрицательном самовыравнивании объект называется неустойчивым статическим, а при положительном – устойчивым статическим объектом.
Количественно самовыравнивание описывается коэффициентом самовыравнивания, который равен отношению производной от приращения внешнего воздействия к производной от управляемой величины
1.89
– приращение возмущения;
– приращение управляемой величины.
Чем больше коэффициент ρ, тем легче осуществляется процесс автоматического управления, т.к. меньше отклонение управляемой величины, а следовательно процесс управления протекает быстрее и качественнее.
Объект с отрицательным самовыравниванием и объект без самовыравнивания не могут работать без регуляторов.
Большинство объектов управления в той или иной мере присуща инерционность, которая вызывает запаздывание во времени между изменением управляющего воздействия и соответствующим изменением управляемой величины. Такое запаздывание в объектах управления может быть переходным и транспортным.
Переходное запаздывание появляется из-за сопротивления перехода вещества из одной емкости в другую или энергии из одного состояния в другое, и всегда наблюдается в тех объектах, где имеются емкости, индуктивности, вращающиеся массы и т. д. Оно определяется как промежуток времени от момента возмущения до начала изменения управляемой величины в результате преодоления имеющихся сопротивлений. Переходное сопротивление отрицательно влияет на процесс управления.
Транспортное запаздывание присуще тем объектам, у которых между управляющим органом и выходом объекта имеются транспортные каналы (трубопроводы, ЛЭП и т. д.). Для прохождения такого канала требуется время, равное отношению длинны канала к скорости движения вещества или энергии.
Разным объектам управления присущи различные запаздывания:
1) одноемкостным объектам присуще только переходное запаздывание
2) двухемкостным и многоемкостным объектам присуще транспортное и переходное запаздывание
3) безъемкостным объектам, запаздывание вообще не присуще
Полное запаздывание объекта определяется суммой всех видов запаздываний в нем.
Опасно влияние любого вида запаздывания на процесс управления в объекте без самовыравнивания.
Любой технологический процесс в том или ином объекте управления связан с притоком, расходом, накоплением и преобразованием некоторой материальной среды или энергии. Многие объекты в процессе работы могут запасать внутри себя рабочую среду, что характеризует аккумулирующую способность рассматриваемого объекта. Аккумулирующая способность достаточно серьезно влияет на регулировочные свойства объекта. Саму эту способность оценивают по емкости объекта, под которым понимают запасенные объектом материал, вещество или энергию. Чем меньше емкость объекта, тем он более чувствителен к возмущающим воздействиям.
Количественно оценить емкость объекта можно при помощи коэффициента емкости, под которым понимают то количество энергии или вещества, которое необходимо подвести к объекту управления или отнести от него чтобы принять управляемую величину на единицу измерения
1.90
y – управляемая величина;
С – емкость объекта.
Значение емкости характеризует запас управляемой величины или среды внутри объекта.
Изменение управляемого параметра во времени, представленное графически, называют кривой разгона. Кривые разгона объектов с различными свойствами
 |
1)одноемкостной без передаточного запаздывания
2)многоемкостной без передаточного запаздывания
3) многоемкостной с передаточным запаздыванием
Основные характеристики кривой разгона
 |
T – постоянная времени объекта
τп – транспортное (передаточное) запаздывание
τ0 – переходное запаздывание
yк – конечное (установившееся) значение управляемой величины
Время разгона – это время от момента подачи возмущения до момента, когда управляемый параметр достигнет нового установившегося значения (в практических целях до 99% установившегося значения).
В практических целях постоянную времени определяют как промежуток времени от момента подачи возмущения до момента, когда управляющий параметр станет равным 0,63 установившегося значения.
Для определения всех вышеназванных временных значений, используют графический метод или формулы
1.91
ν – чувствительность объекта к возмущению.
1.92
1.93
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ
Смотреть что такое «ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ» в других словарях:
объект управления — Система, деятельность которой регламентируется управляющей системой [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] объект управления Управляемая подсистема в кибернетической системе. Состояние О.у. в каждый… … Справочник технического переводчика
Объект управления — [object of control] управляемая подсистема в кибернетической системе. Состояние О.у. в каждый данный момент времени зависит от его предшествующих состояний, управляющих воздействий и воздействий среды. Если рассматривать общественное производство … Экономико-математический словарь
Объект управления — У этого термина существуют и другие значения, см. Объект. Объект управления обобщающий термин кибернетики и теории автоматического управления, обозначающий устройство или динамический процесс, управление поведением которого является целью… … Википедия
объект управления — 3.20 объект управления: Отношения между людьми, существующие на различных уровнях управления. Источник: СТО Газпром 7 2005: Структура управления. Полномочия и ответственность в системе менеджмента охраны окружающей среды … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
объект управления — valdymo objektas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. controlled member vok. Regelstrecke, f; Steuerstrecke, f rus. объект управления, m pranc. objet commandé, m; objet de commandé, m; objet réglé, m … Automatikos terminų žodynas
объект управления — Объект, для достижения желаемых результатов функционирования которого необходимы и допустимы специально организованные воздействия … Политехнический терминологический толковый словарь
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ — система, деятельность которой регламентируется управляющей системой (Болгарский язык; Български) обект на управление (Чешский язык; Čeština) předmět řízení (Немецкий язык; Deutsch) Leitungsobjekt; Leitungsgegenstand (Венгерский язык; Magyar)… … Строительный словарь
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ — управляемая подсистема, воспринимающая управляющие воздействия со стороны органа управления (управляющей подсистемы) … Большой экономический словарь
объект управления с распределенными параметрами — Объект управления, математическая модель функционирования которого содержит хотя бы одно дифференциальное уравнение в частных производных. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления. Академия наук СССР. Комитет научно… … Справочник технического переводчика
объект управления с сосредоточенными параметрами — Объект управления, математическая модель функционирования которого не содержит дифференциальных уравнений в частных производных. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления. Академия наук СССР. Комитет научно технической… … Справочник технического переводчика
Объект управления
Ключевым моментом теории является создание математической модели, описывающей поведение объекта управления в зависимости от его состояния, управляющих воздействий и возможных возмущений (помех). Формальная математическая близость математических моделей, относящихся к объектам различной физической природы, позволяет использовать математическую теорию управления вне её связи с конкретными реализациями, а также классифицировать системы управления по формальным математическим признакам (например, линейные и нелинейные).
В теории автоматического управления считается, что управляющее воздействие на объект управления оказывает устройство управления. В реальных системах устройство управления интегрировано с объектом управления, поэтому для результативной теории важно точно определить границу между этими звеньями одной цепи. Например, при проектировании системы управления самолётом, считается, что устройство управления рассчитывает углы отклонения рулей, а математическая модель самолёта как объекта управления, должна, с учётом этих углов, определять координаты центра масс и угловое положение самолёта. Уравнения аэродинамики весьма сложные в общем виде, но в ряде случаев могут быть упрощены путём линеаризации, позволяя создать линеаризованную модель системы управления.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор — устройство в управляющем контуре с обратной связью. Используется в системах автоматического управления для формирования управляющего сигнала с целью получения необходимых точности и качества переходного процесса. ПИД-регулятор формирует управляющий сигнал, являющийся суммой трёх слагаемых, первое из которых пропорционально разности входного сигнала и сигнала обратной связи (сигнал рассогласования), второе — интеграл сигнала рассогласования.
Сети адаптивного резонанса — разновидность искусственных нейронных сетей, основанная на теории адаптивного резонанса Стивена Гроссберга и Гейла Карпентера. Включает в себя модели обучения с учителем и без учителя, которые используются при решении задач распознавания образов и предсказания.
В искусственных нейронных сетях функция активации нейрона определяет выходной сигнал, который определяется входным сигналом или набором входных сигналов. Стандартная компьютерная микросхема может рассматриваться как цифровая сеть функций активации, которые могут принимать значения «ON» (1) или «OFF» (0) в зависимости от входа. Это похоже на поведение линейного перцептрона в нейронных сетях. Однако только нелинейные функции активации позволяют таким сетям решать нетривиальные задачи с использованием.
Объект управления
Из Википедии — свободной энциклопедии
Объект управления — обобщающий термин кибернетики и теории автоматического управления, обозначающий устройство или динамический процесс, управление поведением которого является целью создания системы автоматического управления.
Ключевым моментом теории является создание математической модели, описывающей поведение объекта управления в зависимости от его состояния, управляющих воздействий и возможных возмущений (помех). Формальная математическая близость математических моделей, относящихся к объектам различной физической природы, позволяет использовать математическую теорию управления вне её связи с конкретными реализациями, а также классифицировать системы управления по формальным математическим признакам (например, линейные и нелинейные).
В теории автоматического управления считается, что управляющее воздействие на объект управления оказывает устройство управления. В реальных системах устройство управления интегрировано с объектом управления, поэтому для результативной теории важно точно определить границу между этими звеньями одной цепи. Например, при проектировании системы управления самолётом, считается, что устройство управления рассчитывает углы отклонения рулей, а математическая модель самолёта как объекта управления, должна, с учётом этих углов, определять координаты центра масс и угловое положение самолёта. Уравнения аэродинамики весьма сложные в общем виде, но в ряде случаев могут быть упрощены путём линеаризации, позволяя создать линеаризованную модель системы управления.