Bir devirli va ko'p devirli, ulangan va bog'lanmagan avtomatik boshqaruv tizimlari, to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita boshqaruv. Kaskad nazorati Bog'langan va bog'lanmagan tartibga solish

Ikki o'lchovli ob'ekt uchun ajratilgan boshqaruv tizimining blok diagrammasi quyidagi shaklga ega:

Nazorat xatosi

Nazorat harakati

O'lchangan nazorat qilinadigan miqdorlar

O'tkazish funktsiyasi bilan asosiy kanallarda o'lchovsiz chiqishlar va

O'tkazish funktsiyalariga ega regulyatorlar va

Asosiy va o'zaro faoliyat kanallar boshqaruvchilarining diskret uzatish funktsiyalaridan foydalanib, biz ajratilgan boshqaruv tizimini tavsiflaymiz:

Tizimni (2.0) almashtirish orqali tizimning chiqishlari va kirishlari o'rtasidagi bog'liqlik tenglamasini olamiz.

(2.2)

Birinchi tenglamada biz ikkinchi tenglamaning o'ng tomonini almashtiramiz:

(2.3)

Xuddi shunday, birinchi tenglamaning o'ng tomoni o'rniga ikkinchi tenglamaga almashtirilganda, chiqishning va ga bog'liqligini olish mumkin.

(2.3) tenglamadan ko'rinib turibdiki, har bir boshqariladigan o'zgaruvchi tizimning birinchi kirishiga ham, tizimning ikkinchi kirishiga ham bog'liq. Keling, bu holda ajralmagan tizimning barqarorligi pasayishini ko'rsatamiz. Buning uchun asosiy va ko'ndalang kanallar bo'ylab ob'ektning uzatish funktsiyalari bir-biriga teng va regulyatorlarning uzatish funktsiyalari bir-biriga teng deb faraz qilamiz.

Keyin (2.3) tenglama quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:

(2.4)

Agar ob'ektda o'zaro bog'liqliklar bo'lmasa, chiqish qiymati faqat quyidagi ifodaga muvofiq vazifaga bog'liq:

Nyquist mezoniga ko'ra, yopiq konturli bitta konturli tizim barqaror bo'lishi uchun (agar ochiq tsiklli tizim barqaror bo'lsa), ochiq tsiklli tizimning AFC godografi nuqtani qamrab olmasligi kerak. koordinatalari bilan. Shunga asoslanib, uzilgan boshqaruv tizimida, agar nolga teng bo'lsa, bu mezon bir xil bo'ladi, yagona farq kritik nuqtaning koordinatalari bo'ladi. Shunday qilib, izchil bo'lmagan tartibga solish tizimida barqaror tartibga solish maydoni torayadi, bu tizimning barqarorligini pasaytiradi va o'tish jarayonining sifatini yomonlashtiradi. Agar ulanmagan boshqaruv tizimida boshqaruvchining optimal sozlamalarini hisoblashda ichki o'zaro bog'lanishlar hisobga olinmasa, tizim beqaror bo'lishi mumkin. Ichki ulanishlar mavjud bo'lganda uzilgan boshqaruv tizimining barqarorligini ta'minlash uchun o'zaro bog'lanishlar mavjud bo'lmaganda regulyatorlarning daromad omillari bilan solishtirganda daromadni shunchalik kamaytirish kerakki, ochiq konturli tizimning AFC godografi shunday qiladi. nuqtani koordinatalar bilan qoplamang.

Shubhasiz, bunga nazoratchining daromadini sezilarli darajada oshirish orqali erishish mumkin, ya'ni. regulyatorning tezligi, bu tartibga solish sifatini keskin yomonlashtiradi. Shuning uchun, kuchli ichki ulanishlar bilan, yuqori sifatli tartibga solish imkoniyatini bir-biriga bog'liq bo'lmagan regulyatorlarning tuzilmalari va sozlamalarini sozlashda emas, balki o'zaro faoliyat kanallar orqali ichki ulanishlarni "echish" orqali izlash kerak. Bular. tizimning o'zi tuzilishini o'zgartirish kerak. O'zaro bog'lanishlarni zaiflashtirish yoki butunlay "echish" uchun ikkita usul mavjud:

1. boshqariladigan miqdorlar sifatida bog'liq bo'lmagan yoki zaif bog'liq parametrlarni tanlash;

2. ASRga regulyatorlar o'rtasida qo'shimcha tashqi kompensatsion aloqalarni kiritish orqali bog'langan tartibga solish tizimini yaratish

Bog'lanmagan tartibga solish tizimi izchil tartibga solish tizimlariga qaraganda sodda, ishonchli va arzonroqdir. Ular aloqani boshqarish tizimlari texnik jihatdan imkonsiz bo'lgan hollarda ham amalga oshirilishi mumkin. Biroq, ular bezovta qiluvchi ta'sirlarga moyil bo'lib, asosiy va o'zaro faoliyat kanallar orqali tarqaladi, bu esa tartibga solish sifatining yomonlashishiga va eng yaxshi holatda barqarorlikni yo'qotishiga olib kelishi mumkin. Muvofiq bo'lmagan boshqaruv tizimlarining afzalliklari bizni tartibga solishning qoniqarli sifatini saqlab qolgan holda, ularni qo'llash doirasini o'zaro bog'langan boshqariladigan miqdorlarga ega bo'lgan ob'ektlarga kengaytirish yo'llarini izlashga majbur qiladi. Ikki boshqariladigan miqdorlar orasidagi bog'lanish darajasini ob'ektning asosiy va ko'ndalang kanallar bo'ylab uzatish funktsiyalari yordamida aniqlash mumkin. Birinchi asosiy kanal bo'ylab aloqa darajasi uning uzatish funktsiyasining ikkinchi asosiy kanalning uzatish funktsiyasiga nisbatiga teng: . Ikkinchi ko'ndalang kanal bo'ylab aloqa darajasi ushbu kanalning uzatish funktsiyasining birinchi asosiy kanalning uzatish funktsiyasiga nisbatiga teng: . Boshqaruvchi o'zgaruvchilar orasidagi bog'lanishning umumiy darajasi: . Ulanishning umumiy darajasiga qarab, quyidagi boshqaruv variantlaridan birini tavsiya qilish mumkin:

Regulyatorlarning bu ulanishi bilan kanallar asosiy bo'lib qoladi va ulanishning umumiy darajasi yangi qiymat bilan tavsiflanadi. Agar qiymatlarni ulashning umumiy darajasi 1 dan kam bo'lsa, u holda birlashtirilmagan boshqaruv tizimi qo'llanilishi mumkin;

3. nisbati bilan , ulanish darajasi sezilarli bo'lib, bu ajratilgan boshqaruv tizimining barqarorligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin; bu holda avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimidagi ichki ulanishlarni yo'q qilish yoki sezilarli darajada zaiflashtirish kerak;

4. o'zaro bog'lanishlar mavjud bo'lganda miqdorlarni tartibga solishni "ajratish" mumkin bo'ladi, agar turli dinamik xususiyatlarga ega bo'lgan miqdorlarni tartibga solish amalga oshirilsa, bu jarayon orqali ularning o'zaro bog'lanishini kamaytiradi, masalan, bosim regulyatorlari odatda yuqori chastotalarda ishlaydi, holbuki harorat regulyatorlari, bu ularning zaif o'zaro ta'sirini bir-biriga belgilaydi.

Ajratilgan boshqaruv tizimini o'rnatishga yondashuvlar quyidagicha bo'lishi mumkin:

1. bir devirli tizimlarda sozlash;

2. asosiy va o'tish kanallarining ta'sirini hisobga olgan holda uzilgan boshqaruv tizimida regulyatorlarni bir vaqtning o'zida optimallashtirish.

Birinchi yondashuvda asosiy kanallarning modellari va tegishli regulyatorlar qo'llaniladi. Ulardan bitta elektronli boshqaruv tizimlari tuziladi, unda tegishli regulyatorlar raqamli usullardan biri yordamida sozlanadi. Regulyatorlarni o'rnatish uchun ushbu yondashuvning afzalligi uning soddaligi va yuqori tezligidir.

Ob'ektning chiqishlari ( va ) va tizimning kirishlari ( va ) (2.3), (2.4) o'rtasidagi bog'liqlik uchun tenglamalar tizimidan boshqariladigan miqdor faqat asosiy kanalning dinamik xususiyatlariga bog'liq emasligi kelib chiqadi. va boshqaruvchi, balki ikkinchi asosiy kanalning dinamik xususiyatlari bo'yicha, o'zaro faoliyat kanallar va ikkinchi regulyatordan. Parametr o'xshash. Shuning uchun tizimning boshqaruv qismi nafaqat mos keladigan asosiy kanalning dinamik xususiyatlarini, balki o'zaro faoliyat kanallar dinamikasining ta'sirini ham hisobga olgan holda sozlanishi kerak. Shu sababli, sozlash regulyatorlariga bunday yondashuvning kamchiliklari natijada sozlash parametrlarining optimal emasligi hisoblanadi.

Keling, ikkinchi yondashuvni ko'rib chiqaylik. Ajratilgan boshqaruv tizimida vaqtinchalik jarayonni hisoblash quyidagi sonli farqli tenglamalar tizimi yordamida amalga oshiriladi:

, bu erda quyidagi shartlar bajarilgan og'irlik koeffitsientlari mavjud:

Tegishli tizim chiqishi uchun sifat ko'rsatkichlari optimallashtirish mezonlari sifatida ishlatiladi. Kattaroq vazn tartibga solish eng muhim bo'lgan mahsulotning sifat ko'rsatkichiga beriladi.

Konvolyutsiyadan foydalanganda optimallashtirish muammosi quyidagicha shakllanadi: . Gradient usulidan raqamli optimallashtirish usuli sifatida foydalanilganda, optimallashtirish algoritmi (algoritm diagrammasi) bitta tsiklli tizim bilan bir xil bo'ladi. Farqi shundaki, o'tish jarayonini hisoblashda tenglamalar tizimi (3.0) va boshlang'ich shartlar (3.1) qo'llaniladi. Optimal sozlashlar yordamida mezonning qisman hosilalarini hisoblashda yuqorida ko'rib chiqilgan ikkita yondashuvdan birini qo'llash mumkin (kvazianalitik takroriy bog'liqliklar bilan va ulardan foydalanmasdan). Chekli farqli tenglamalardan foydalanilganda, har ikkala kontrollerning barcha sozlamalari uchun (3.0) tizimning barcha tenglamalarining qisman hosilalarini olish kerak. Olingan sonli farqli tenglamalar tizimining raqamli qiymatlarini hisoblash uchun dastlabki shartlar dastlabki shartlarga o'xshash tarzda o'rnatilishi kerak (3.1).

Hozirgi vaqtda turli xil avtomatik boshqaruv tizimlari (ACS) yoki ular ham deyilganidek, avtomatik boshqaruv tizimlari (ACS) mavjud. Ushbu maqolada biz tartibga solishning ba'zi usullarini va avtomatik boshqaruv tizimlarining turlarini ko'rib chiqamiz.

To'g'ridan-to'g'ri va bilvosita tartibga solish

Ma'lumki, har bir avtomatik boshqaruv tizimi regulyator va tartibga solish ob'ektidan iborat. Regulyatorda ko'rsatilgan nazorat signalining qiymatiga qarab boshqariladigan o'zgaruvchidagi o'zgarishlarni kuzatuvchi sezgir element mavjud. O'z navbatida, sezgir element tartibga soluvchi organga ta'sir qiladi, bu esa o'z navbatida tizim parametrlarini o'zgartiradi, shunda o'rnatilgan va boshqariladigan miqdorlarning qiymatlari bir xil bo'ladi. Eng oddiy regulyatorlarda sezuvchi elementning tartibga soluvchi organga ta'siri bevosita sodir bo'ladi, ya'ni ular bevosita bog'liqdir. Shunga ko'ra, bunday ACS to'g'ridan-to'g'ri boshqaruv tizimlari deb ataladi va regulyatorlar quyida ko'rsatilgandek to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qiluvchi regulyatorlar deb ataladi:

Bunday tizimda hovuzga suv oqimini tartibga soluvchi valfni harakatlantirish uchun zarur bo'lgan energiya to'g'ridan-to'g'ri floatdan keladi, bu erda sezuvchi element bo'ladi.

Bilvosita boshqaruv tizimida boshqaruv organining harakatini tashkil qilish uchun ularning ishlashi uchun qo'shimcha energiya manbalaridan foydalanadigan yordamchi qurilmalar qo'llaniladi. Bunday tizimda sezgir element yordamchi qurilmaning boshqaruvida ishlaydi, bu esa o'z navbatida boshqaruv elementini quyida ko'rsatilganidek, kerakli holatga o'tkazadi:

Bu erda float (sezgir organ) elektr motorining qo'zg'atuvchi o'rashining kontaktiga ta'sir qiladi, bu esa valfni kerakli yo'nalishda aylantiradi. Bunday tizimlar sezgir elementning kuchi ish mexanizmini boshqarish uchun etarli bo'lmaganda yoki o'lchash elementining juda yuqori sezgirligiga ega bo'lishi kerak bo'lganda qo'llaniladi.

Bir devirli va ko'p devirli o'ziyurar qurollar

Zamonaviy ATS juda tez-tez, deyarli har doim, quyida ko'rsatilganidek, parallel tuzatish moslamalari yoki mahalliy fikrlarga ega:

Faqat bitta qiymat tartibga solinishi mumkin bo'lgan va ular faqat bitta asosiy teskari aloqaga ega bo'lgan (bitta boshqaruv tsikli) bitta zanjirli deb ataladi. Bunday o'ziyurar qurollarda tizimning biron bir nuqtasiga qo'llaniladigan zarba butun tizimni chetlab o'tishi va faqat bitta aylanma yo'ldan o'tib, dastlabki nuqtaga qaytishi mumkin:

Va o'ziyurar qurollar, ularda asosiy kontaktlarning zanglashiga qo'shimcha ravishda, mahalliy yoki asosiy teskari aloqa ulanishlari ham mavjud bo'lib, ular ko'p davrli deb ataladi. Yagona sxemali tizimlardan farqli o'laroq, ko'p zanjirli tizimlarda tizimning biron bir nuqtasiga ta'sir qilish tizimni chetlab o'tishi va tizimning bir nechta zanjirlari bo'ylab ta'sirni qo'llash nuqtasiga qaytishi mumkin.

Ulangan va bog'lanmagan avtomatik boshqaruv tizimlari

Bir nechta miqdorlar tartibga solinadigan tizimlarni (ko'p o'lchovli ACS) bog'langan va bog'lanmagan tizimlarga bo'lish mumkin.

Ajratilgan tartibga solish tizimlari

Regulyatorlar bir-biriga bog'liq bo'lmagan va umumiy boshqaruv ob'ekti orqali o'zaro ta'sir qilishi mumkin bo'lgan turli miqdorlarni tartibga solish uchun mo'ljallangan tizimlar bog'liq bo'lmagan boshqaruv tizimlari deb ataladi. Bir-biriga bog'liq bo'lmagan tartibga solish tizimlari mustaqil va qaramlikka bo'linadi.

Bog'liq o'zgaruvchilarda nazorat qilinadigan miqdorlardan birining o'zgarishi boshqariladigan miqdorlarning o'zgarishiga olib keladi. Shuning uchun bunday qurilmalarda turli nazorat parametrlarini bir-biridan alohida ko'rib chiqish mumkin emas.

Bunday tizimga alohida rul boshqaruv kanaliga ega bo'lgan avtopilotli samolyot misol bo'ladi. Agar samolyot o'z yo'nalishidan chetga chiqsa, avtopilot rulning burilishiga olib keladi. Avtopilot aileronlarni burishtiradi va aileron va rulning burilishi samolyotning tortishish kuchini oshiradi, bu esa liftning burilishiga olib keladi. Shunday qilib, har birining o'z nazorat kanaliga ega bo'lsa ham, sarlavha, qadam va lateral rulonni boshqarish jarayonlarini alohida ko'rib chiqish mumkin emas.

Bir-biriga bog'liq bo'lmagan tartibga solishning mustaqil tizimlarida buning aksi, tartibga solinadigan miqdorlarning har biri boshqa barcha o'zgarishlarga bog'liq bo'lmaydi; Bunday boshqaruv jarayonlarini bir-biridan alohida ko'rib chiqish mumkin.

Misol tariqasida gidravlik turbinaning burchak tezligini avtomatik boshqarish tizimini keltirish mumkin, bunda generator o'rashining kuchlanishi va turbina tezligi bir-biridan mustaqil ravishda tartibga solinadi.

Bog'langan tartibga solish tizimlari

Bunday tizimlarda har xil miqdordagi regulyatorlar o'zaro tartibga solish ob'ektidan tashqarida o'zaro ta'sir qiluvchi aloqalarga ega.

Masalan, EAP elektr avtopilotini ko'rib chiqing, uning soddalashtirilgan diagrammasi quyida ko'rsatilgan:

Uning maqsadi samolyotning balandligini, yo'nalishini va aylanishini ma'lum darajada ushlab turishdir. Ushbu misolda biz avtopilotning faqat ma'lum bir yo'nalish, balandlik va aylanishni saqlash bilan bog'liq funktsiyalarini ko'rib chiqamiz.

Gidravlik yarim kompas 12 samolyotning kursdan chetlanishini kuzatuvchi sezgir element bo'lib xizmat qiladi. Uning asosiy qismi giroskop bo'lib, uning o'qi ma'lum bir yo'nalish bo'ylab yo'naltirilgan. Samolyot kursdan chetga chiqa boshlaganda, giroskopning o'qi kosmosdagi o'rnini saqlab qolgan holda reostatik kurs 7 slayderlariga va datchiklar 11 bilan bog'langan aylanish 10 datchiklariga ta'sir qila boshlaydi. Samolyot korpusi 7 va 10 datchiklar bilan birgalikda munajjimlar bashorati o'qiga nisbatan siljiydi, 7 va 10 datchiklar tomonidan aniqlanadigan giroskop va samolyot tanasi o'rtasida farq paydo bo'ladi.

Samolyotning kosmosda belgilangan kursdan og'ishini sezadigan element (gorizontal yoki vertikal tekislik) girovertikal bo'ladi 14. Uning asosiy qismi oldingi holatda bo'lgani kabi bir xil - o'qi perpendikulyar bo'lgan giroskop. gorizontal tekislik. Agar samolyot ufqdan chetga chiqa boshlasa, qadam sensori slayderi 13 bo'ylama o'qda siljiy boshlaydi va gorizontal tekislikda og'ishda rulonli datchiklar 15-17 siljiy boshlaydi.

Samolyotni boshqaradigan organlar 1-boshqaruvchi rullar, 18-balandlik va aileronlar 19, rullarning holatini boshqaradigan bajaruvchi elementlar esa yo'nalish, qadam va rulonli boshqaruv mashinalaridir. Barcha uchta avtopilot kanallarining ishlash printsipi butunlay o'xshash. Har bir rul g'ildiragining rul mexanizmi potentsiometrik sensorga ulangan. Asosiy potentsiometrik sensor (quyidagi diagrammaga qarang):

Ko'prik zanjiri orqali mos keladigan qayta aloqa sensoriga ulanadi. Ko'prik diagonali kuchaytirgich 6 ga ulangan. Samolyot parvoz yo'nalishidan chetga chiqqanda, asosiy sensorning slayderi harakatlanadi va ko'prik diagonalida signal paydo bo'ladi. Signalning paydo bo'lishi natijasida elektromagnit o'rni kuchaytirgichning 6 chiqishida faollashadi, bu elektromagnit ulash sxemasining yopilishiga olib keladi 4. Mashinaning barabani 3, uning sxemasida o'rni ishga tushdi, uzluksiz aylanadigan elektr dvigatelning miliga ulanadi 5. Baraban aylana boshlaydi va shu bilan samolyotning tegishli rulini aylantiruvchi kabellarni shamollaydi yoki bo'shatadi (aylanish yo'nalishiga bog'liq) va shu bilan birga vaqt teskari aloqa potensiometrining (OS) 2 cho'tkasini harakatga keltiradi. Teskari aloqa potansiyometri (OS) 2 ning siljish qiymati potentsiometrik sensor cho'tkasining siljish qiymatiga teng bo'lganda, bu ko'prik diagonalidagi signal teng bo'ladi. nolga teng bo'ladi va harakatni boshqarish to'xtaydi. Bunday holda, samolyotning rullari samolyotni belgilangan yo'nalishga o'tkazish uchun zarur bo'lgan holatga aylanadi. Mos kelmaslik bartaraf etilgach, asosiy sensor cho'tkasi yana o'rta holatiga qaytadi.

Avtopilotning chiqish bosqichlari bir xil bo'lib, kuchaytirgichlar 6 dan boshlab va rul mexanizmlari bilan tugaydi. Ammo kirishlar biroz boshqacha. Yo'nalish sensori slayderi gyrokompasga qattiq bog'langan emas, balki amortizator 9 va prujinaning 8 yordami bilan bog'langan. Shu tufayli biz nafaqat sarlavhadan siljish bilan mutanosib harakatni, balki qo'shimcha harakatni ham olamiz. , vaqtga nisbatan og'ishning birinchi hosilasiga mutanosib. Bundan tashqari, barcha kanallarda, asosiy sensorlarga qo'shimcha ravishda, barcha uch o'q bo'ylab ulangan boshqaruvni amalga oshiradigan qo'shimcha sensorlar mavjud, ya'ni ular barcha uchta rulning harakatlarini muvofiqlashtiradi. Ushbu ulanish kuchaytirgich 6 kirishidagi asosiy va qo'shimcha sensorlardan signallarning algebraik qo'shilishini ta'minlaydi.

Agar kursni boshqarish kanalini ko'rib chiqsak, u holda yordamchi datchiklar uchuvchi tomonidan qo'lda boshqariladigan rulon va burilish sensorlari bo'ladi. Rulo kanalida qo'shimcha aylanish va aylanish sensorlari mavjud.

Boshqarish kanallarining bir-biriga ta'siri, samolyot harakatlanayotganda, uning rulosining o'zgarishi balandlikning o'zgarishiga olib keladi va aksincha.

Shuni esda tutish kerakki, avtomatik boshqaruv tizimi avtonom deb ataladi, agar uning regulyatorlari o'rtasida shunday bog'lanishlar mavjud bo'lsa, qiymatlardan biri o'zgarganda qolganlari o'zgarishsiz qoladi, ya'ni bitta qiymatning o'zgarishi avtomatik ravishda boshqalarni o'zgartirmaydi. .

Tartibga solish - bu abonentlarning haqiqiy ehtiyojlariga muvofiq parametrlar va sovutish suvi oqimining sun'iy o'zgarishi. Tartibga solish issiqlik ta'minoti sifatini yaxshilaydi, yoqilg'i va issiqlikning ortiqcha sarfini kamaytiradi.

Amalga oshirish nuqtasiga qarab, quyidagilar mavjud:

1. markaziy tartibga solish - issiqlik manbasida (CHP, qozonxona) amalga oshiriladi;

2. guruh - markaziy isitish punktida yoki boshqaruv markazida,

3. mahalliy - ITP uchun,

4. individual - to'g'ridan-to'g'ri issiqlik iste'mol qiluvchi qurilmalarda.

Yuk bir hil bo'lganda, siz o'zingizni bitta markaziy tartibga solish bilan cheklashingiz mumkin. Markaziy tartibga solish hududdagi abonentlarning ko'pchiligiga xos bo'lgan odatdagi issiqlik yukiga ko'ra amalga oshiriladi. Bunday yuk bitta turdagi yuk bo'lishi mumkin, masalan, isitish yoki ma'lum bir miqdoriy nisbatga ega bo'lgan ikki xil turdagi, masalan, ushbu yuklarning hisoblangan qiymatlarining ma'lum nisbatida isitish va issiq suv ta'minoti.

Ulangan isitish tizimlari va issiq suv ta'minoti qurilmalari o'rtasida bog'langan va ulanmagan tartibga solish printsipiga ko'ra farqlanadi.

Bog'liq bo'lmagan tartibga solish bilan isitish tizimining ish rejimi issiq suv ta'minoti uchun suvni tanlashga bog'liq emas, bu regulyatorni isitish tizimining oldiga o'rnatish orqali erishiladi. Bunday holda, abonentni o'rnatish uchun umumiy suv iste'moli isitish va issiq suv ta'minoti uchun suv iste'moli yig'indisiga teng. Issiqlik tarmog'ining ta'minot magistralida suv sarfining oshishi issiqlik tarmoqlarida kapital va ekspluatatsiya xarajatlarining oshishiga, issiqlik tarmoqlarida kapital va ekspluatatsiya xarajatlarining ko'payishiga va sovutish suvi tashish uchun elektr energiyasi iste'molining oshishiga olib keladi.

Bog'langan tartibga solish isitish tarmoqlarida umumiy suv sarfini kamaytirishga imkon beradi, bu abonent qurilmasining kirish qismida oqim regulyatorini o'rnatish va tarmoq suvining oqimini kirish doimiyligida saqlash orqali erishiladi. Bunday holda, issiq suv ta'minoti uchun suvni tortib olishning ko'payishi bilan isitish tizimi uchun tarmoq suvining iste'moli kamayadi. Maksimal suv olish davrida yoqilg'ining etishmasligi minimal suv olish soatlarida isitish tizimi uchun tarmoq suvi iste'molining oshishi bilan qoplanadi.

Abonent qurilmalarining ulanishi ajratilmagan tartibga solish printsipi bo'yicha isitish yuki uchun markaziy yuqori sifatli tartibga solish bilan va qo'shilgan tartibga solish printsipiga ko'ra - estrodiol yuk uchun markaziy tartibga solish bilan qo'llaniladi.

Uy-joy kommunal yuki ustun bo'lgan (65% dan ortiq) va (15) ga bog'liq bo'lgan yopiq issiqlik ta'minoti tizimlari uchun isitish va issiq suv ta'minotining kombinatsiyalangan yuki uchun yopiq tizimlarning markaziy sifat regulyatsiyasi qo'llaniladi. Bunday holda, abonentlarning kamida 75 foizi uchun issiq suv ta'minoti isitgichlarini ulash ikki bosqichli ketma-ket sxema bo'yicha amalga oshirilishi kerak.

Issiqlik va issiq suv ta'minotining kombinatsiyalangan yuki uchun markaziy sifat nazoratining harorat jadvali (4-rasm) isitish va maishiy harorat jadvali (Ilova) asosida tuziladi.

Isitish tizimiga kirishdan oldin tarmoq suvi yuqori bosqichli isitgichdan o'tadi, bu erda uning harorati dan ga tushadi. Issiq suv ta'minoti uchun suv iste'moli RT harorat regulyatori tomonidan o'zgartiriladi. Isitish tizimidan qaytib keladigan suv quyi bosqichli isitgichga kiradi, u erdan -gacha soviydi. Maksimal suv iste'moli soatlarida isitish tizimiga kiradigan suvning harorati pasayadi, bu esa issiqlik uzatishning pasayishiga olib keladi. Ushbu nomutanosiblik minimal suv iste'moli soatlarida, isitish jadvaliga muvofiq harorat talab qilinganidan yuqori bo'lgan suv isitish tizimiga kirganda qoplanadi.

Formuladan foydalanib, issiq suv ta'minotining balans yukini, Q g b, MWni aniqlaymiz.

Ma'ruzada muhokama qilinadigan masalalar:

1. Aloqasiz tartibga solishning ASRda to'g'ridan-to'g'ri va o'zaro bog'lanishlar dinamikasining tengligi qanday oqibatlarga olib keladi?

2. Ajralmagan boshqaruv zanjirlarida qanday ish chastotalari bo'lishi ma'qul.

3. Ulanishning kompleks koeffitsienti nima.

4. Avtonomiya tamoyili.

5. Taxminan muxtoriyatning sharti.

O'zaro bog'langan bir nechta kirish va chiqishlari bo'lgan ob'ektlar ko'p bog'langan ob'ektlar deyiladi.

Ko'p bog'langan ob'ektlarning dinamikasi differentsial tenglamalar tizimi bilan, Laplas o'zgartirilgan shaklda esa uzatish funktsiyalari matritsasi bilan tavsiflanadi.

Ko'p bog'langan ob'ektlarni avtomatlashtirishning ikki xil yondashuvi mavjud: bitta tsiklli ACP yordamida alohida koordinatalarni bog'lanmagan holda boshqarish; ob'ektning ichki o'zaro bog'liqliklari alohida boshqaruv halqalari orasidagi tashqi dinamik ulanishlar bilan qoplanadigan ko'p tsiklli tizimlar yordamida birlashtirilgan tartibga solish.

1-rasm - bog'liq bo'lmagan tartibga solishning blok diagrammasi

Zaif o'zaro bog'lanishlar bo'lsa, bog'lanmagan regulyatorlarni hisoblash asosiy boshqaruv kanallarini hisobga olgan holda an'anaviy bir devirli ACS uchun bo'lgani kabi amalga oshiriladi.

Agar o'zaro bog'lanishlar etarlicha kuchli bo'lsa, unda tizimning barqarorlik chegarasi hisoblanganidan past bo'lishi mumkin, bu esa tartibga solish sifatining pasayishiga yoki hatto barqarorlikni yo'qotishiga olib keladi.

Ob'ekt va boshqaruvchi o'rtasidagi barcha bog'lanishlarni hisobga olish uchun siz ekvivalent ob'ekt uchun quyidagi shaklga ega bo'lgan ifodani topishingiz mumkin:

W 1 e (p) = W 11 (p) + W 12 (p) * R 2 (p) * W 21 (p) /. (1)

Bu R 1 (p) boshqaruvchisi uchun ifoda, R 2 (p) boshqaruvchisi uchun xuddi shunday ifoda.

Ikki davrning ish chastotalari bir-biridan juda farq qilsa, ularning o'zaro ta'siri ahamiyatsiz bo'ladi.

Eng katta xavf - bu barcha uzatish funktsiyalari bir-biriga teng bo'lgan holat.

W 11 (p) = W 22 (p) = W 12 (p) = W 21 (p). (2)

Bunday holda, P-regulyatorning sozlanishi bitta devirli ACPga qaraganda ikki baravar kam bo'ladi.

Tekshirish halqalarining o'zaro ta'sirini sifatli baholash uchun murakkab ulanish koeffitsienti qo'llaniladi.

K St (ίō) = W 12 (ίō)*W 21 (ίō) / W 11 (ίō)*W 22 (ίō). (3)

Odatda nol chastotada va har ikkala regulyatorning ish chastotalarida hisoblab chiqiladi.

Bog'langan tartibga solish tizimlarini qurish uchun asos avtonomiya tamoyilidir. Ikkita kirish va chiqishga ega bo'lgan ob'ektga nisbatan avtonomiya tushunchasi ikkita yopiq boshqaruv tizimining ishlashi paytida U 1 va U 2 chiqish koordinatalarining o'zaro mustaqilligini anglatadi.

Asosan, avtonomiya sharti ikkita o'zgarmaslik shartlaridan iborat: birinchi chiqish Y 1 ning ikkinchi boshqaruvchi X P 2 signaliga nisbatan o'zgarmasligi va ikkinchi chiqish Y 2 birinchi boshqaruvchining X P 1 signaliga nisbatan o'zgarmasligi. :

y 1 (t,x P2)=0; y 2 (t,x P1)=0; "t, x P1, x P2. (4)

Bunday holda, X P 1 signalini Y 2 uchun, X P 2 signalini esa Y 1 uchun buzilish deb hisoblash mumkin. Keyin o'zaro faoliyat kanallar bezovta qiluvchi kanallar rolini o'ynaydi (1.11.1-rasm va 1.11.2-rasm). Ushbu buzilishlarni qoplash uchun R 12 (p) va R 21 (p) uzatish funktsiyalariga ega dinamik qurilmalar boshqaruv tizimiga kiritiladi, ulardan signallari tegishli boshqaruv kanallariga yoki boshqaruvchi kirishlariga yuboriladi.

O'zgarmas ACPga o'xshab, avtonomiya holatidan aniqlangan R 12 (p) va R 21 (p) kompensatorlarining uzatish funktsiyalari ob'ektning to'g'ridan-to'g'ri va o'zaro faoliyat kanallarining uzatish funktsiyalariga bog'liq bo'ladi va teng bo'ladi. :

; , (5)

; . (6)

Xuddi o'zgarmas ASRlarda bo'lgani kabi, avtonom boshqaruv tizimlarini qurishda fizik fizibilite va taxminiy avtonomiyaning texnik amalga oshirilishi muhim rol o'ynaydi.

Taxminiy avtonomiya sharti haqiqiy kompensatorlar uchun tegishli regulyatorlarning ish chastotalarini hisobga olgan holda yoziladi:

w=0 da; w=w P2 , (7)

w=0 da; w=w P1. (8)

(a) - birinchi boshqaruv tsiklidagi ikkinchi regulyatorning ta'sirini qoplash

(b) - ikkinchi nazorat zanjiridagi birinchi regulyatorning ta'sirini qoplash

2-rasm - Avtonom avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarining blok-sxemalari

Shakl 3 - Avtonom ikki o'qli boshqaruv tizimining blok diagrammasi

Kimyoviy texnologiyada eng murakkab ko'p bog'langan ob'ektlardan biri rektifikatsiya jarayonidir. Hatto eng oddiy holatlarda ham - ikkilik aralashmalarni ajratishda - distillash ustunida bir nechta o'zaro bog'langan koordinatalar aniqlanishi mumkin. Masalan, ustunning pastki qismidagi jarayonni tartibga solish uchun suyuq fazada va tarkibiy qismlardan birida moddiy muvozanatni tavsiflovchi kamida ikkita texnologik parametrni barqarorlashtirish kerak.

O'z-o'zini nazorat qilish uchun savollar:

1. Avtomatlashtirishning ta'rifi va vazifalari.

2. Jarayonni boshqarishning zamonaviy avtomatlashtirilgan tizimi va uning rivojlanish bosqichlari.

3. Boshqaruv va tartibga solish vazifalari.

4. Avtomatlashtirishning asosiy texnik vositalari.

5. Texnologik jarayon boshqaruv ob'ekti sifatida, o'zgaruvchilarning asosiy guruhlari.

6. Boshqarish obyekti sifatida texnologik jarayonni tahlil qilish.

7. Texnologik jarayonlarning tasnifi.

8. Avtomatik boshqaruv tizimlarining tasnifi.

9. Avtomatik tizimlarning boshqaruv funktsiyalari.

10. Boshqariladigan kattaliklarni tanlash va nazorat ta'siri.

11. Boshqarish kanallarining statik va dinamikasini tahlil qilish.

12. Kiruvchi ta'sirlarni tahlil qilish, boshqariladigan kattaliklarni tanlash.

13. Texnik jihozlarni avtomatlashtirish darajasini aniqlash.

14. Boshqarish obyektlari va ularning asosiy xossalari.

15. Ochiq konturli boshqaruv tizimlari. Afzalliklari, kamchiliklari, ko'lami, blok-sxema.

16. Yopiq boshqaruv tizimlari. Afzalliklar, kamchiliklar, ko'lami, blok diagrammasi va foydalanish misoli.

17. Kombinatsiyalangan boshqaruv tizimlari. Afzalliklar, kamchiliklar, ko'lami, blok diagrammasi va foydalanish misoli.

18. Avtomatik boshqaruv tizimlarining o'zgarmasligi nazariyasi.

19. Birlashtirilgan ACP.

20. Tipik kompensatorlar.

21. Kompensatorni hisoblash.

22. Taxminiy o'zgarmaslik sharti nimadan iborat.

23. Qisman o'zgarmaslik shartida kompensator qanday chastotalarda hisoblanadi?

24. Invariant ATSning fizik realizatsiya qilish sharti.

25. Kaskadli boshqaruv tizimlari.

26. Kaskadli ACSda ekvivalent ob'ekt nima.

27. Kaskadli avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarining samaradorligi nima bilan izohlanadi.

28. Kaskadli ASRlarni hisoblash usullari.

29. Oraliq nuqtadan hosila asosida qo'shimcha impulsli ASR.

30. ASR ning hosila bo'yicha qo'shimcha impuls bilan qo'llash doirasi.

31. ASR ni hosila asosida qo'shimcha impuls bilan hisoblash.

32. O'zaro bog'langan tartibga solish tizimlari. Ajratilgan tartibga solish tizimlari.

33. Aloqasiz tartibga solishning ASRda to'g'ridan-to'g'ri va o'zaro bog'liqlik dinamikasining tengligi qanday oqibatlarga olib keladi?

34. Ajralmagan boshqaruv zanjirlarida qanday ish chastotalari bo'lishi ma'qul.

35. Ulanishning kompleks koeffitsienti nima.

36. Bog'langan tartibga solish tizimlari. Avtonom ACP.

37. Avtonomiya tamoyili.

38. Taxminan muxtoriyatning sharti.

Kaskadli boshqaruv - bu ikkita yoki undan ko'p boshqaruv pastadirlari bir tekshirgichning chiqishi boshqa kontrollerning belgilangan nuqtasini sozlashi uchun ulangan boshqaruv.

Yuqoridagi rasm kaskadli boshqaruv kontseptsiyasini aks ettiruvchi blok diagrammadir. Diagrammadagi bloklar aslida ikkita boshqaruv halqasining tarkibiy qismlarini ifodalaydi: A, E, F va G boshqaruv elementlaridan tashkil topgan asosiy halqa va A, B C boshqaruv elementlaridan tashkil topgan asosiy halqa. va D. Asosiy pastadir boshqaruvchisining chiqishi tobe boshqaruv pastadir boshqaruvchisi uchun mos yozuvlar (to'langan nuqta) hisoblanadi. To'g'ri sxema boshqaruvchisi aktuator uchun boshqaruv signalini ishlab chiqaradi.

Muhim kechikish xarakteristikalariga ega bo'lgan jarayonlar uchun (o'zgaruvchidagi o'zgarishlarni sekinlashtiradigan sig'im yoki qarshilik), kaskad tizimining to'g'ridan-to'g'ri boshqaruv aylanishi jarayondagi nomuvofiqlikni erta aniqlashi va shu bilan nomuvofiqlikni bartaraf etish uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartirishi mumkin. Aytishimiz mumkinki, qulni boshqarish halqasi kechikishni "baham ko'radi" va buzilishning jarayonga ta'sirini kamaytiradi.

Kaskadli boshqaruv tizimida bir nechta asosiy sezuvchi elementlardan foydalaniladi va boshqaruvchi (qul boshqaruv zanjirida) bir nechta kirish signalini oladi. Shuning uchun kaskadli boshqaruv tizimi ko'p tsiklli boshqaruv tizimidir.

Kaskadli boshqaruv tizimiga misol

Yuqoridagi misolda, kaskadli boshqaruv tizimini qurishda boshqaruv halqasi oxir-oqibat etakchi halqa bo'ladi. To'g'ri sxema keyinroq qo'shiladi. Ushbu jarayonning maqsadi issiqlik almashtirgichning ichki qismidan o'tadigan, bug 'o'tadigan quvurlar atrofida oqadigan suvni isitishdir. Jarayonning xususiyatlaridan biri shundaki, issiqlik almashtirgich tanasi katta hajmga ega va ko'p miqdorda suvni o'z ichiga oladi. Ko'p miqdorda suv katta miqdorda issiqlikni saqlab qolish imkonini beruvchi quvvatga ega. Bu shuni anglatadiki, agar issiqlik almashtirgichga kiradigan suvning harorati o'zgarsa, bu o'zgarishlar uzoq vaqt kechikish bilan issiqlik almashtirgichning chiqishida aks etadi. Kechikishning sababi katta quvvatdir. Bu jarayonning yana bir xususiyati shundaki, bug 'quvurlari quvurlar ichidagi bug'dan issiqlikni quvurlardan tashqaridagi suvga o'tkazishga qarshilik ko'rsatadi. Bu shuni anglatadiki, bug 'oqimidagi o'zgarishlar va suv haroratining mos keladigan o'zgarishlari o'rtasida kechikish bo'ladi. Ushbu kechikishning sababi qarshilikdir.

Ushbu nazorat zanjiridagi asosiy element issiqlik almashtirgichdan chiqadigan suvning haroratini nazorat qiladi. Agar chiqish suvining harorati o'zgargan bo'lsa, asosiy elementdagi mos keladigan jismoniy o'zgarish harorat qiymatini tekshirgichga yuborilgan signalga aylantiradigan transduser tomonidan o'lchanadi. Tekshirish moslamasi signalni o'lchaydi, uni belgilangan nuqta bilan taqqoslaydi, farqni hisoblab chiqadi va keyin bug 'chiziqidagi nazorat klapanini boshqaradigan chiqish signalini ishlab chiqaradi, bu nazorat halqasining (regulyator) oxirgi elementi hisoblanadi. Bug 'nazorat valfi bug' oqimini oshiradi yoki kamaytiradi, bu esa suv haroratining belgilangan nuqtaga qaytishiga imkon beradi. Biroq, jarayonning kechikish xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, suv haroratining o'zgarishi sekin bo'ladi va nazorat qilish pastadirining suv harorati qanchalik o'zgarganligini o'qishi uchun uzoq vaqt kerak bo'ladi. Bu vaqtga kelib, suv haroratida juda katta o'zgarishlar sodir bo'lishi mumkin. Natijada, boshqaruv halqasi haddan tashqari kuchli boshqaruv harakatini keltirib chiqaradi, bu esa teskari yo'nalishda og'ishga (ortiqcha o'tishga) olib kelishi mumkin va yana natijani "kutadi". Bu kabi sekin javob tufayli suv harorati belgilangan nuqtaga qaytishdan oldin uzoq vaqt davomida yuqoriga va pastga aylanishi mumkin.

Yuqoridagi rasmda ko'rsatilganidek, tizim ikkinchi kaskadli boshqaruv tsikli bilan to'ldirilganda boshqaruv tizimining vaqtinchalik javobi yaxshilanadi. Qo'shilgan pastadir kaskadli boshqaruv qul tsiklidir.

Endi, bug 'oqimi o'zgarganda, bu o'zgarishlar oqim sensori elementi (B) tomonidan seziladi va uzatuvchi (C) tomonidan o'lchanadi, u qul boshqaruvchisiga (D) signal yuboradi. Shu bilan birga, asosiy boshqaruv pastadiridagi harorat sensori (E) issiqlik almashtirgichdan chiqadigan suv haroratidagi har qanday o'zgarishlarni sezadi. Ushbu o'zgarishlar o'lchov o'tkazgich (F) bilan o'lchanadi, u asosiy boshqaruvchiga (G) signal yuboradi. Ushbu kontroller o'lchash, taqqoslash, hisoblash funktsiyalarini bajaradi va tobe boshqaruvchiga (D) yuboriladigan chiqish signalini ishlab chiqaradi. Ushbu signal qul boshqaruvchining o'rnatilgan nuqtasini to'g'rilaydi. Keyin qul boshqaruvchisi oqim sensori (C) dan olingan signalni yangi belgilangan nuqta bilan taqqoslaydi, farqni hisoblab chiqadi va bug 'oqimini sozlash uchun nazorat klapaniga (A) yuboriladigan tuzatish signalini hosil qiladi.

Asosiy halqaga qul nazorat halqasi qo‘shilgan boshqaruv tizimida bug‘ oqimining har qanday o‘zgarishi qo‘shimcha halqa orqali darhol seziladi. Kerakli o'zgarishlar bug' oqimining buzilishi suv haroratiga ta'sir qilgunga qadar deyarli darhol amalga oshiriladi. Agar issiqlik almashtirgichdan chiqadigan suvning haroratida o'zgarishlar bo'lsa, sensor element bu o'zgarishlarni sezadi va asosiy boshqaruv pastadir qul nazorati pastadiridagi nazoratchining belgilangan nuqtasini sozlaydi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, u belgilangan nuqtani o'rnatadi yoki kerakli suv haroratiga erishish uchun bug 'oqimini sozlash uchun to'g'ri boshqaruv zanjiridagi regulyatorni "o'zgartiradi". Biroq, bug 'oqimidagi o'zgarishlarga qul pastadir boshqaruvchisining bunday javobi bug' oqimidan buzilishlarni qoplash uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartiradi.