Что называется возмущающим воздействием
Возмущающее воздействие
Смотреть что такое «Возмущающее воздействие» в других словарях:
возмущающее воздействие — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN perturbation actionperturbation influencedisturbance input … Справочник технического переводчика
возмущающее воздействие — trikdomasis poveikis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. disturbance; perturbation action; upsetting control vok. störende Einwirkung, f; Störgröße, f; Störungswirkung, f rus. возмущающее воздействие, n pranc. action perturbatrice, f … Automatikos terminų žodynas
возмущающее воздействие — trikdantysis poveikis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. perturbation action vok. störende Wirkung, f; Störungswirkung, f rus. возмущающее воздействие, n pranc. action perturbatrice, f … Fizikos terminų žodynas
внешнее возмущающее воздействие — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN environmental perturbation … Справочник технического переводчика
Воздействие Возмущающее — воздействие, нарушающее нормальное функционирование и развитие системы. Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов
Воздействие — [1. impact, 2. effect] 1. действие, направленное на систему (или иной объект) и определяющее ее переход от одного состояния к другому, изменяющее ее качество в том или ином направлении; может быть двух видов: целенаправленное (управляющее, см.… … Экономико-математический словарь
воздействие (на систему, объект) — Действие, направленное на систему (или иной объект) и определяющее ее переход от одного состояния к другому, изменяющее ее качество в том или ином направлении; может быть двух видов: целенаправленное (управляющее, см. Управление экономической… … Справочник технического переводчика
ВОЗДЕЙСТВИЕ, ВОЗМУЩАЮЩЕЕ — в теории управления это такое воздействие, которое нарушает нормальное функционирование и развитие системы, т.е. воздействие, отклоняющее систему от достижения намеченной цели, и которому она должна противостоять … Большой экономический словарь
Управляющее воздействие — Сигнал, поступающий на объект управления (регулирования) от задающего устройства (См. Задающее устройство) или Регулятора и влияющий на управляемую (регулируемую) величину объекта. В системах автоматического управления (См. Автоматическое … Большая советская энциклопедия
Следящая система — система автоматического регулирования (управления), воспроизводящая на выходе с определённой точностью входное задающее воздействие, изменяющееся по заранее неизвестному закону. С. с. может иметь любую физическую природу и различные… … Большая советская энциклопедия
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Возмущающее воздействие
Возмущающие воздействия могут как зависеть от процесса в объекте, так и не зависеть от него и, следовательно, бывают соответственно внутренними и внешними. В том и другом случаях параметры z являются неконтролируемыми возмущающими воздействиями. [1]
Возмущающее воздействие может быть обусловлено либо понижением температуры сырья, либо 80 повышением его температуры. Количество флегмы в отгонной части колонны возрастает, а с ним увеличивается и давление в нижней части. [3]
Возмущающие воздействия можно разделить на внешние и внутренние. Внешние возмущающие воздействия: изменение концентрации и температуры поступающего на выпарку раствора, температура охлаждающей воды, подаваемой на конденсатор, давление греющего пара перед установкой. Для установок с пароотборами внешним возмущающим воздействием является также изменение нагрузок потребителей. [4]
Возмущающие воздействия являются определяющим фактором в любой САР. Возмущение может вызывать скачкообразное или. [8]
Возмущающее воздействие z измеряется автоматическим датчиком, сигнал от которого поступает в компенсирующее устройство, вырабатывающее такое регулирующее воздействие, чтобы регулируемая величина у не изменялась. [13]
Возмущающие воздействия при синтезе АСР могут рассматриваться как случайные процессы или как некоторые типовые детерминированные функции времени: ступенчатая, импульсная, гармоническая, линейная. [15]
Рис.2. Схема замкнутой системы управления
Отклонение регулируемой величины от заданного значения в системе управления может быть вызвано различными возмущающими воздействиями (изменениями внешних факторов, параметров системы, или же изменениями задающего воздействия). Поскольку в замкнутых системах управления регулирующее воздействие получается в результате преобразования отклонения, которое может быть вызвано любым из перечисленных выше факторов, то такие системы стремятся уменьшить отклонение независимо от того, какими из этих факторов оно вызвано. В этом состоит особенность замкнутых систем по сравнению с разомкнутыми системами управления.
f1(t) ….. fn(t)
 |
|
|
u(t) x(t)
 |  |  |  |
Рис. 3. Схема разомкнутой системы управления.
Противоположными относительно динамических систем являются стохастические (вероятностные) системы, в которых нет определенного соотношения между входами и выходами, а можно установить только некоторые вероятностные соотношения между ними.
Система автоматического управления (САУ)— комплекс устройств для автоматического изменения параметров объекта управления с целью поддержания желаемого режима работы объекта [21]. В САУ, в отличие от автоматизированной системы, получение, преобразование и передача информации, формирование управляющих команд и их использование для воздействия на управляемый процесс осуществляется автоматически без участия человека. Роль человека в этих системах сводится лишь к наблюдению за работой машины, выполнению функций контроля. Автоматические системы применяются для управления техническими объектами и технологическими процессами. Они работают в реальном масштабе времени, т.е. режиме производственных операций.
Под АСУ понимается человеко-машинная система, использующая современные экономико-математические методы, средства вычислительной техники и связи, для оптимизации процесса управления объектом. АСУ обладает всеми чертами сложных технических систем.
Производственное предприятие как кибернетическая система представляет собой набор элементов, соединенных каналами связи. Каждый элемент системы характеризуется некоторым набором параметров, определяющих состояние элемента. Параметр состояния изменяется под воздействием входного сигнала, поступающего на вход системы, а изменение состояния элемента передается через выходные каналы на другие элементы системы. Кибернетическое представление системы управления производством дано на рис. 4. В качестве элементов системы выделены поставщики и потребители продукции, находящиеся вне производственного предприятия (в качестве внешней среды), ресурсы, производственный процесс, продукция и блок управления. В системе осуществляются материальные и информационные потоки.
 |
материальные потоки информационные потоки
Рис. 4. Кибернетическая модель управления производством
К управляющей части системы относится управляющий персонал. Управляющая и управляемая системы связаны между собой посредством информации. От объекта управления в управляющую систему поступает экономическая информация о ходе производственного процесса и результатах производственно-хозяйственной деятельности. Аппарат управляющей системы в лице руководителей отделов и служб использует полученные сведения для выработки и принятия управленческих решений, которые передаются в управляемую систему для исполнения.
Управление связано с обменом информацией между компонентами системы, а также данной системы с окружающей средой. Таким образом, управляющая и управляемая системы имеют обратную связь, сущность которой состоит в том, что связь осуществляется от выхода к входу рассматриваемого участка, в качестве которого может быть как объект управления, так и любой элемент системы. При передаче выходного сигнала на ее вход образуется обратная связь. Обратная связь позволяет контролировать и учитывать действительное состояние управляемой системы и вносить соответствующие коррективы в алгоритм управления. В кибернетике различают положительную и отрицательную обратную связь. Положительная обратная связь приводит к ускоренному развитию процессов и колебательным процессам. Отрицательная обратная связь используют с целью повышения устойчивости, улучшения переходных процессов и понижения чувствительности.
Все многообразие систем автоматизированного управления в зависимости от назначения можно условно разбить на классы, группы и подгруппы. РД 50-680-88 [43] автоматизированные системы разделяет на: автоматизированные системы управления (отраслевая автоматизированная система управления (ОАСУ), автоматизированная система управления предприятием (АСУП), автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП), автоматизированная система управления гибкими производственными системами (АСУ ГПС) и др.), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная система научных исследований (АСНИ), автоматизированная система обработки и передачи информации (АСОИ), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП), автоматизированная система контроля и испытаний (АСК), системы, автоматизирующие сочетания различных видов деятельности (Рис. 5.).
 |
Рис. 5. Иерархическая взаимосвязь автоматизированных информационных систем
С помощью автоматизированной системы научных исследований (АСНИ) на этапе научной подготовки производства анализируется накопленный опыт и на их основе осуществляется прогнозирование, исследование и обобщение научных разработок. АСНИ решает задачи научных исследований: выполнение теоретических расчетов, обработка больших объемов измерительной информации, поиск научно-технической информации, проектирование и изготовление узлов экспериментальных установок, управление ходом эксперимента, сбор и накопление данных, оперативное сопоставление результатов эксперимента с теорией, моделирование экспериментов и др.
Автоматизированная система управления предприятиемявляется самым распространенным видом АСУ низшего звена, которая на основе экономико-математических методов регулирует и решает основные задачи управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия.
Коренное отличие АСУТП от АСУП заключается в том, что:
2. Управление технологическим процессом направлено на производство материальных благ или услуг, а не руководство другими работниками.
3. При управлении технологическим процессом осуществляется координация движения составляющих производственного процесса, отдельных операций технологического процесса, а не людей.
4. Управление осуществляется циклично, длительность которого зависит от уровня управления. Самый короткий цикл управления называется основным. Для управления технологическими процессами используются короткие циклы управления, до непрерывного. Длительность его определяется оборудованием и технологическим процессом.
Общегосударственные системы сбора и обработки информации предназначены для учета, планирования и управления, решают проблемы организационного, методологического и технического единства всех автоматизированных систем управления в рамках страны. Одним из последних разработанных и внедряемых общегосударственных управляющих систем является ОГАС «ВЫБОРЫ».
Основные виды автоматических систем регулирования
Лекция 2. Основы теории автоматического регулирования
Преподаватель: Шафиков Рустам Минехаевич
А в т о м а т и ч е с к и м р е г у л и р о в а н и е м называется изменение какой-либо физической величины по требуемому закону без непосредственного участия человека.
Физическая величина, подлежащая регулированию, называется р е г у л и р у е м о й в е л и ч и н о й, а технический агрегат (аппарат), в котором осуществляется автоматическое регулирование, – р е г у л и р у е м ы м о б ъ е к т о м (о б ъ е к т о м р е г у л и р о в а н и я).
Обозначим через y(t) функцию, описывающую изменение во времени регулируемой величины, и пусть g(t) – функция, характеризующая закон ее изменения. Тогда основная задача автоматического регулирования сводится к обеспечению равенства y(t)=g(t) за время работы системы с заданной степенью точности. Функция g(t) называется задающим воздействием.
В реальных объектах регулирования всегда существуют причины, отклоняющие регулируемую величину от требуемого закона изменения. Эти причины называются возмущающими воздействиями (возмущениями) и обозначаются:
F1(t), f2(t). fn(t).
Для борьбы с возмущениями объект регулирования (ОР) снабжается регулирующим органом (РО), воздействуя на который (вручную или автоматически) можно изменять регулируемую величину, компенсируя нежелательное ее изменение. Воздействие на регулирующий орган называется регулирующим воздействием и обозначается буквой m (рис. 5.1, а).
Устройство, автоматически решающее задачу регулирования в данном объекте, называется автоматическим регулятором. Объект регулирования и автоматический регулятор в совокупности образуют автоматическую систему регулирования (АСР) (рис. 5.1, б).
Если y(t) = g(t), а n = const, то АСР находится в стационарном, или установившемся режиме.
Если y(t) = g(t),а n = var, то АСР находится в нестационарном, или переходном режиме работы.
На рис. 5.2 приведены графики y(t) и x(t) в стационарном и переходном режимах работы АСР.
Принципы регулирования
Разнообразные, используемые в современной технике, регуляторы строятся на базе одного из двух основных принципов регулирования:
— по возмущению (по внешнему воздействию);
— по отклонению (по ошибке).
П р и н ц и п р е г у л и р о в а н и я п о в о з м у щ е н и ю. Этот принцип был предложен французским ученым Понселе и впервые реализован во второй половине ХIХ в. русским электротехником В.Н. Чиколевым в разработанных им регуляторах силы света дуговых ламп. Принцип регулирования по возмущающему воздействию называют также принципом компенсации возмущений.
Основной величиной, отклоняющей регулируемую величину от требуемого закона, являются всякого рода возмущающие воздействия. Для компенсации вредного влияния какого-либо возмущающего воздействия после его измерения можно осуществить регулирующие воздействия на объект, обеспечивающие изменение величины по требуемому закону. Для технической реализации данного принципа в состав автоматического регулятора должны входить устройства, позволяющие измерить возмущающее воздействие, и устройства, предназначенные для создания регулирующего воздействия на объект регулирования. Первые называются чувствительными элементами (ЧЭ), а вторые – исполнительными элементами (ИЭ) регулятора. Между чувствительными элементами и исполнительными могут быть включены промежуточные элементы (ПЭ), предназначенные для усиления или преобразования сигнала чувствительного элемента.
Общая схема АСР, реализующая принцип регулирования по возмущению, приведена на рис. 5.3.
Из рис. 5.3 видно, что регулятор такого типа обеспечивает независимость инвариантность) регулируемой величины от возмущающего воздействия АСР, работающих по возмущению, имеет ряд недостатков:
1. В АСР, работающих по возмущению, инвариантность регулируемой величины обеспечивается лишь по отношению к тому возмущающему воздействию, которое измеряется чувствительным элементом регулятора. Наличие большого числа других, не контролируемых регулятором, возмущающих воздействий приводит к тому, что регулируемая величина отличается от требуемого значения, т.е. задача регулирования не выполняется.
2. Инвариантность по отношению к возмущению, измеряемому чувствительным элементом регулятора, в рассматриваемых АСР обеспечивается только при условии строгого соответствия параметров регулятора и объекта их расчетным значениям. Изменение параметров регулятора или объекта (вследствие старения, влияния внешних условий и т.д.) приводит в таких системах к отклонению регулируемой величины от требуемого значения.
Оба отмеченных недостатка АСР, работающих по возмущению, обусловлены тем, что в таких системах истинное значение регулируемой величины не измеряется и не контролируется. Регулирующее воздействие m от регулируемой величины y не зависит. Система работает по разомкнутому циклу.
Из-за отмеченных выше недостатков системы, работающие по разомкнутому циклу, для решения задач автоматизации применяются только в качестве составной части более сложных, комбинированных АСР.
П р и н ц и п р е г у л и р о в а н и я п о о т к л о н е н и ю. Этот принцип построения автоматических регуляторов предложен и впервые осуществлен в 1765 г. русским механиком И.И. Ползуновым в регуляторе уровня воды в котле изобретенной им паровой машины. Несколько позже (независимо от И.И. Ползунова) этот принцип использовал английский механик Дж. Уатт при разработке центрального регулятора скорости вращения выходного вала паровой машины. В связи с этим принцип регулирования по отклонению часто называют принципом Ползунова – Уатта.
Основная задача АСР состоит в выполнении равенства y(t) = g(t), причем чем точнее соблюдается равенство, тем лучше АСР. Разность между требуемым законом изменения регулируемой величины g(t) и действительным законом ее изменения y(t) характеризует качество работы АСР:
x(t) = g(t)-y(t), (5.1)
при идеальной работе x(t) = 0
Для оценки качества работы АСР используют так называемое отклонение:
y(t) = y(t)-g(t).
Принцип регулирования по отклонению состоит в том, что тем или иным путем определяется отклонение параметра и соответственно осуществляется регулирующее воздействие на объект регулирования, сводящее отклонение к нулю. Для определения сигнала отклонения используются три элемента: задающий, чувствительный и сравнивающий. Задающий элемент формирует воздействие g(t).
Чувствительный элемент измеряет действительное значение.
Сравнивающий элемент представляет собой простейшее вычислительное устройство.
Функциональная схема АСР, работающая по отклонению, приведена
В этой схеме регулируемая величина y измеряется чувствительным элементом и подается на вход сравнивающего элемента (СЭ). На другой вход сравнивающего элемента поступает задающее воздействие g, выработанное в задающем элементе (ЗЭ). На выходе сравнивающего элемента образуется сигнал отклонения. После преобразования в промежуточных элементах (ПЭ) сигнал ошибки поступает на исполнительный механизм, перемещающий регулирующий орган таким образом, чтобы свести сигнал ошибки к нулю. Чувствительный, промежуточный и исполнительный органы в совокупности образуют автоматический регулятор. На рис. 5.4 видно, что АСР, работающая по отклонению, состоит из соединенных между собой автоматического регулятора (АР) и объекта регулирования (ОР). На вход регулятора поступают задающие воздействия g и регулируемая величина y. Выходной величиной является регулирующее воздействие, приложенное к регулирующему органу.
В отличие от регулирования по возмущению при регулировании по отклонению ни одно из возмущающих воздействий не измеряется.
Основным преимуществом АСР, работающих по отклонению, перед АСР, реализующими принцип регулирования по возмущению, является их способность выполнять задачу регулирования при любом числе возмущающих воздействий. Объясняется это тем, что в АСР, работающих по отклонению, ни одно возмущение не измеряется; работа системы не связана ни с какими конкретными возмущениями. Вместо возмущения в таких системах непрерывно измеряется отклонение, характеризующее соответствие действительного закона изменения регулируемой величины требуемому. Вторым преимуществом АСР, работающих по отклонению, является отсутствие местных требований к стабильности характеристик элементов регулятора и объекта. Обусловлено это тем, что изменение параметров ре-
гулятора и объекта приводит к появлению отклонения, которое немедленно обнаруживается системой и ликвидируется.
Таким образом, АСР, работающие по отклонению, лишены основных недостатков АСР, работающих по возмущению. Это обстоятельство явилось причиной того, что в настоящее время регулирование по отклонению является основным принципом построения регуляторов в самых различных областях техники.
АСР, работающие по отклонению, представляют собой системы с обратной связью. Под обратной связью понимают подачу сигнала, когда сигнал обратной связи складывается с входным сигналом, обратная связь называется положительной, если вычитается, – отрицательной. Для систем регулирования входным устройством является задающее воздействие g, выходным – регулируемая величина y.
Наличие обратной связи в АСР, работающих по отклонению, приводит к образованию замкнутого контура передачи воздействий. Регулятор действует на объект, объект, в свою очередь, воздействует на регулятор. В связи с этим АСР, реализующие принцип регулирования по отклонению, называют системами, работающими по замкнутому циклу, или замкнутыми системами. Однако системам с обратной связью присущи и некоторые
Так как регулирующее воздействие, направленное на ликвидацию отклонения, появляется только при y = 0, то, следовательно, прежде чем ликвидировать отклонение, необходимо допустить его возникновение. Кроме того, замкнутые системы склонны к колебаниям.
Оба отмеченных недостатка АСР, работающих по отклонению, отсутствуют у систем, работающих по возмущению. В то же время, как уже указывалось, системы, работающие по отклонению, лишены основных недостатков систем, работающих по возмущению. Поэтому целесообразно использовать оба основных принципа регулирования в одной системе. Сис-
темы, в которых одновременно используется как регулирование по отклонению, так и регулирование по возмущению, называются системами комбинированного регулирования. Такие системы обычно представляют собой сочетание двух систем, одна из которых работает по замкнутому, а вторая по разомкнутому циклу, обеспечивает инвариантность регулируемой величины по отношению к одному из основных возмущений (рис. 5.5), наиболее сильно влияющему на регулируемую величину.
Система, работающая по замкнутому циклу, снимает вредное влияние
всех других возмущающих воздействий. Промежуточные и исполнительные элементы у обеих систем являются общими.
Основные виды автоматических систем регулирования
В зависимости от закона g(t) изменения регулируемой величины y(t)все АСР принято делить на системы стабилизации, программного регулирования и следящие.
С и с т е м ы с т а б и л и з а ц и и предназначены для поддержания постоянного значения регулируемой величины y(t). В этих системах g(t) = const.
С и с т е м ы п р о г р а м м н о г о р е г у л и р о в а н и я предназначены для изменения регулируемой величины y(t) по известному закону в функции времени или какой-либо другой величины. В таких системах задающее воздействие представляет собой заранее известную функцию времени g(t) = g0(t) или g = g0(z) и ее часто называют программой регулирования.
Программы вида g(t) =g0(t) называются временными, а программы вида g = g0(z) – параметрическими.
С л е д я щ и е с и с т е м ы предназначены для изменения регулируемой величины y(t) по закону, который заранее неизвестен. В таких системах воздействие g(t) представляет собой случайную функцию времени. В зависимости от наличия статических свойств все системы автоматического регулирования разделяют на статические и астатические.
Система автоматического регулирования, в которой в установившемся состоянии существует однозначная зависимость между значением регулируемой величины и положением регулирующего органа, называется с т а т и ч е с к о й.
А с т а т и ч е с к о й называют систему автоматического регулирования, в которой положение регулирующего органа не связано с установившимся значением регулируемой величины.
В зависимости от способности приспосабливаться (адаптироваться) к изменяющимся внешним условиям и перестраиваться таким образом, чтобы компенсировать указанные изменения, системы автоматического регулирования разделяются на экстремальные, самообучающиеся и обучаемые.
В э к с т р е м а л ь н ы х с и с т е м а х автоматически поддерживается экстремальное (минимальное и максимальное) значение регулируемого параметра, соответствующее оптимальным условиям протекания регулируемого процесса.
С а м о о б у ч а ю щ е й с я с и с т е м о й называется такая система, в которой самообучение при отыскании оптимального режима работы объекта регулирования все время автоматически совершенствуется по мере накопления в системе опыта регулирования.
О б у ч а е м о й с и с т е м о й называется такая система, в которой для нормального функционирования в процессе работы накапливается опыт, а обучающее воздействие система получает извне или со стороны человека оператора, или со стороны автоматического обучающего устройства, не входящего в состав этой системы.