Главная > Энциклопедия кибернетики. Т.1
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АНАЛИЗ

— раздел автоматического управления теории, изучающий процессы в дискретных (импульсных) системах (ДС) автоматического управления, а также их различные качественные и количественные характеристики (устойчивость, точность, качество переходных процессов и т. п.).

Процесс управления в ДС сопровождается квантованием по времени, поэтому движение таких систем обычно описывают разностными уравнениями.

где фазовых координат однозначно определяющих динамическое состояние ДС в момент времени соответствующий появлению импульса; — порядок ДС; внешнее воздействие (вход ДС); вектор-функция , равная нулю при выход ДС (регулируемая величина, ошибка регулирования и т. п.); - скалярная функция фазовых координат ДС; номер импульса (независимая переменная системы разностных уравнений ).

Анализ ДС заключается в исследовании свойств решений разностных уравнений (1).

При решения системы (1) описывают свободные движения ДС, а при — вынужденные. В соответствии с этой классификацией и задачи анализа ДС подразделяются на задачи анализа свободных и вынужденных движений. В зависимости от характера правой части системы уравнений (1) различают линейные и нелинейные ДС. Нелинейные ДС отличаются от линейных значительно большим разнообразием и сложностью форм возможных движений, поэтому осн. задачи и особенно методы анализа линейных и нелинейных ДС оказываются существенно различными.

Анализ устойчивости ДС заключается в определении таких соотношений между параметрами системы, при которых исследуемая ДС обладает той или иной формой устойчивости. Для линейных стационарных ДС эта задача решена до конца, поскольку для лих получены устойчивости критерии, устанавливающие необходимые и достаточные условия устойчивости. Для нелинейных и линейных нестационарных ДС такого «окончательного» решения не существует; для них известны только общие методы решения задачи (см., напр., Ляпунова методы), которые, как правило, дают лишь достаточные условия устойчивости. Для некоторых наиболее простых классов нелинейных ДС (напр., ДС, состоящие из соединенных между собой линейных и нелинейных блоков) получены критерии устойчивости, которые в явном виде накладывают ограничения на параметры системы; однако эти критерии в общем случае также определяют лишь достаточные условия устойчивости. Нелинейные ДС (в отличие от линейных) могут быть устойчивыми не при всех начальных состояниях. В связи с этим возникает задача об устойчивости в области, заключающаяся в том, чтобы в пространстве фазовых координат отыскать область таких начальных состояний, из которых ДС приходит в заданное равновесное (стационарное) состояние (см. Устойчивости дискретных систем теория).

Анализ качества процесса регулирования представляет собой исследование реакции ДС автомат, управления на различного рода типовые воздействия. В качестве таких воздействий применяют:

1) функции ступенчатые при

2) гармонические ф-ции

где — амплитуда и начальная фаза гармонического воздействия, — относительная частота (в радианах), Т — шаг квантования по времени, а — частота; и

3) стационарные случайные ф-ции, заданные своей спектральной плотностью или корреляционной функцией И т. п.

Для линейных ДС задачи анализа качества процесса регулирования (см. Критерии качества систем автоматического управления), как правило, могут быть решены точно, поскольку в этом случае при детерминированных пробных воздействиях решения системы уравнений (1) можно найти аналитически в виде явных ф-ций независимой переменной , а при стационарных случайных пробных воздействиях можно определить статистические характеристики (спектральную плотность и корреляционную ф-цию) реакции ДС. Для нелинейных ДС эти задачи удается решить только в наиболее простых случаях и притом лишь приближенно (на уровне оценок). Наиболее удобным матем. аппаратом, применяемым для решения подобных задач, является Лапласа дискретное преобразование (или преобразование Фурье). Для приближенного анализа качества процессов в нелинейных ДС широко применяется также аппарат гармонической или статистической линеаризации.

Анализ периодических процессов (автоколебаний). Система разностных уравнений (1) может иметь незатухающие колебательные (периодические) решения, удовлетворяющие соотношение

где — период колебаний. В линейных ДС таким решениям соответствуют колебательные процессы, находящиеся на грани устойчивости (консервативные системы). В нелинейных ДС процессы вида (4) могут быть устойчивыми; в этом случае они наз. автоколебаниями. Задача анализа автоколебаний заключается в определении параметров (амплитуды, периода и т. п.) периодических процессов и в отыскании условий, при которых эти процессы обладают той или иной формой устойчивости. Параметры периодических процессов можно определять как точными (метод припасовывания), так и приближенными (метод гармонической линеаризации) методами. Точные методы, хотя и дают возможность отыскать истинные значения параметров процесса, требуют выполнения громоздких и трудоемких вычислений. Вопрос об устойчивости найденных периодических процессов в этом случае может быть решен строго, на основе 1-го метода Ляпунова. Приближенные методы приводят, как правило, к гораздо менее громоздким вычислениям, но полученные при этом оценки параметров периодических процессов и особенно оценки их устойчивости не обладают достаточной строгостью. Однако как точные, так и приближенные методы обычно требуют априорной информации о возможных формах периодических процессов (число импульсов на период — N, число перемен знака импульсов на период и т. п.), что существенно затрудняет их практическое применение и снижает пенность результатов исследования.

Анализ диссипативности нелинейных ДС. Нелинейная ДС наз. диссипативной (иногда — предельно ограниченной), если существует

такое число и для любого начального состояния такое достаточно большое число что для всех (или для всех из некоторой ограниченной области)

где символ означает норму вектора Практически это означает, что из любых начальных состояний (или из некоторой ограниченной области) ДС стремится в некоторую окрестность (5) начала координат фазового пространства и при всех не покидает эту окрестность. Задача анализа диссипативности нелинейных ДС заключается в определении условий (ограничений на параметры ДС), при которых ДС стремится в указанную окрестность, а также в определении ее размеров (числа ). ДС может иметь устойчивые или неустойчивые точки равновесия и устойчивые или неустойчивые предельные циклы, соответствующие различным периодическим процессам; но если эта система диссипативна, то все указанные точки и циклы принадлежат окрестности (5). Таким образом, анализ диссипативности позволяет получить оценку точности ДС в установившемся режиме, но не позволяет сделать каких-либо выводов о длительности и качестве переходного процесса. Анализ диссипативности целесообразно производить в тех случаях, когда в ДС могут существовать многие различные формы периодических процессов, но априорной информации об их числе и формах нет. В этих случаях анализ диссипативности позволяет получить некоторые оценки точности процесса регулирования, не прибегая к трудоемким вычислениям, связанным с детальным анализом всех возможных форм периодических процессов. Для анализа диссипативности применяется матем. аппарат функций Ляпунова, а в тех случаях, когда система ур-ний (1) содержит линейную часть, применяются также и частотные методы. Конкретный вид системы разностных ур-ний (1), а следовательно, и конкретные методы решения различных задач анализа ДС существенно зависят от вида модуляции импульсной (способа квантования) — АИМ, ШИМ или ЧИМ, — примененного в системе.

Лит.: Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. М., 1963 [библиогр. с. 926—963]; Проблемы теории импульсных систем управления. Итоги науки. М., 1966 [библиогр. с. 173—174]; Кунцевич В. М., Чеховой Ю. Н. Нелинейные системы управления с частотно- и широтноимпульсной модуляцией. К., 1970 [библиогр. с. 330—336].

В. М. Кунцевич, Ю. Н. Чеховой.

1
Оглавление
email@scask.ru