Задачи характеризации.docx

Задачи характеризации

Целью характеризации, т.е. математического описания объекта управления является установление форм связи между параметрами процесса. Уравнения связи, в которых отражаются физические законы, определяющие протекание процесса в данном объекте управления, могут быть записаны в различных формах. Форма характеризации процесса должна быть адекватной в смысле требований, предъявляемых к ней. Такими требованиями могут быть:

·       наглядность или простота физического смысла связей между переменными (при теоретическом анализе);

·       простота нахождения параметров связей (при идентификации);

Рис. 9.2 Блок-схема алгоритма контроля достоверности информации

·       простота синтеза оптимального управления;

·       простота анализа ТОУ при решении конкретных задач анализа качества систем управления, устойчивости и др.

Поскольку всем требованиям одновременно удовлетворять трудно, то на разных этапах синтеза программного обеспечения ТП можно использовать различные формы характеризации, которые связаны между собой и при необходимости могут переходить от одних форм к другим, более удобным на данном этапе для решения поставленных задач, используя алгоритмы перехода. Структурная схема связей между различными формами характеризации изображена на (рис.9.3.).

Так как реальные процессы являются многомерными, нестационарными, с голономными связями, с распределенными

параметрами, то необходимо применять приемы упрощения математических моделей, к которым относятся:

·       расчленение многомерной системы на ряд систем меньшей размерности;

·       понижение размерности модели за счет оставления в ней наиболее существенных воздействий и учета прочих в параметрической форме;

·       принятие гипотезы стационарности или кваистационарности модели;

·       линеаризация нелинейных связей в модели управления в некоторой области изменения переменных;

·       пренебрежение динамическими свойствами объекта управления.

Перечисленные допущения позволяют описывать динамические свойства объекта обыкновенными линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами.

Использование ЦВМ для управления процессом приводит к тому, что на вход объекта подается управляющий сигнал, квантованный по времени. Выходной сигнал также рассматривается только в дискретные моменты времени. В этом случае для характеризации процесса можно применять соответствующую ему дискретную модель в виде линейных разностных уравнений с постоянными коэффициентами и др.

На практике применяют два способа характеризации объектов управления:

·       с помощью характеристик ˝вход выход˝;

·       с помощью уравнений для переменных состояния.

Описание объекта первым способом является субъективным и неполным. Оно отражает динамические свойства только агрегированных моделей каналов прохождения управляющих и возмущающих воздействий. Другой подход связан с описанием поведения объекта управления в абстрактном пространстве состояний. Этот путь оказывается более плодотворным, так как описание в терминах пространства состояний более объективно и полно, чем описание характеристиками ˝вход выход˝, которые определяют лишь одну часть объекта, а именно, полностью управляемую и наблюдаемую часть.

В АСУ ТП более эффективными, с вычислительной точки зрения, являются алгебраические методы линеаризации в виде матрично-векторных уравнений состояния, записанных в рекуррентной форме:

X_k=Fk  (X k -i ,V k -i ,Z_k-j);

X_n=X-[K´ ∆t;] – состояние объекта управления в дискретный момент времени;

∆t — интервал дискретизации;

V_k-i — управление объектом в момент (k-i)´ ∆t (величина i≥1 характеризует возможное запаздывание по каналу управления);

Z k - j , — возмущение в момент (к - i)´ ∆t (величина j≥1 характеризует возможное запаздывание по каналу возмущения);

F_k — вектор-функция связей между переменными.

Вычисляемые ЭВМ значения управляющих воздействий должны быть найдены как функции от состояния (настоящего и прошлого) и возмущений (настоящих и будущих):

V k = φ k (X k ,……, X k - p , Z k ,……., Z k + S) φ k - вектор функция, p ≥ 0, s ≥ 0

Вопросы для самопроверки:

1.   Назначение алгоритмов контроля.

2.   Особенности в лесном комплексе.

3.   АСУТП как система функциональных задач.

4.   Что такое градуировка и коррекция показаний датчиков?

5.   Назвать и показать случаи фильтрации и сглаживания.

6.   Для чего применяют интерполяцию и экстраполяцию?

7.   Назвать и показать методы определения функций распределения.

8.   Методы определения математического ожидания.

9.   Методы определения функций корреляции. 10.Методы определения спектральной плотности.

11.  Назначение    алгоритмов    контроля    достоверности    исходной информации и методы их определения.

12.  Назначение и методы определения задач характеризации.