ACS-ის უმეტესი ფუნქციონალური ელემენტების დინამიკა, მიუხედავად მისი დიზაინისა, შეიძლება აღწერილი იყოს არაუმეტეს მეორე რიგის იდენტური დიფერენციალური განტოლებით. ასეთ ელემენტებს ელემენტარული დინამიური ბმულები ეწოდება. ელემენტარული ბმულის გადაცემის ფუნქცია ზოგადი ფორმით მოცემულია ორი მრავალწევრის თანაფარდობით, არაუმეტეს მეორე ხარისხის:
ასევე ცნობილია, რომ თვითნებური რიგის ნებისმიერი პოლინომი შეიძლება დაიშალოს არაუმეტეს მეორე რიგის მარტივ ფაქტორებად. ასე რომ, ვიეტას თეორემის მიხედვით, მოდურია წერა
D (p) = a o p n + a 1 p n - 1 + a 2 p n - 2 +. + a n = a o (p - p 1) (p - p 2). (p - p n), (4)
სადაც p 1, p2,., p n არის მრავალწევრის D (p) ფესვები. ანალოგიურად
K (p) = b o pm + b 1 p m - 1 +. + bm = b o (p - p ~ 1) (p - p ~ 2). (p - p ~ m), (5)
სადაც p ~ 1, p ~ 2,., p ~ m არის K მრავალწევრის ფესვები (p). ანუ
ნებისმიერი მრავალწევრის ფესვები შეიძლება იყოს ან ნამდვილი pi = a i ან რთული წყვილის კონიუგატი pi = a i ± j i. მრავალწევრის გაფართოებისას ნებისმიერი რეალური ფესვი შეესაბამება ფაქტორს (p - a i). რთული კონიუგატური ფესვების ნებისმიერი წყვილი შეესაბამება მეორე ხარისხის პოლინომს, ვინაიდან
(p - a i + j i) (p - a i - j i) = (p - ai) 2 + i 2 = p 2 - 2pa i + (a i 2 + i 2). (7)
ამრიგად, ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემის ნებისმიერი რთული გადაცემის ფუნქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ელემენტარული ბმულების გადაცემის ფუნქციების პროდუქტად. თითოეული ასეთი ბმული რეალურ თვითმავალ იარაღში, როგორც წესი, შეესაბამება ცალკეულ კვანძს. ინდივიდუალური ბმულების თვისებების ცოდნით, შეიძლება ვიმსჯელოთ მთლიანობაში თვითმავალი იარაღის დინამიკაზე.
თეორიულად, მოსახერხებელია შემოვიფარგლოთ ტიპიური ბმულების განხილვით, რომელთა გადაცემის ფუნქციებს აქვთ ერთის ტოლი მრიცხველი ან მნიშვნელი, ე.ი.
W (p) = 1/p, W (p) = p, W (p) = Tp+ 1, W (p) = k (9) (11)
ყველა სხვა ბმული შეიძლება ჩამოყალიბდეს მათგან. ბმულები, რომლებშიც მრიცხველის მრავალწევრის რიგი მეტია, ვიდრე მნიშვნელის მრავალწევრის რიგი, ტექნიკურად არარეალიზდება.
ACS-ის სტრუქტურული დიაგრამა უმარტივეს შემთხვევაში აგებულია ელემენტარული დინამიური ბმულებიდან. მაგრამ რამდენიმე ელემენტარული ბმული შეიძლება შეიცვალოს ერთი ბმულით რთული გადაცემის ფუნქციით. ამ მიზნით, არსებობს ბლოკ-სქემების ეკვივალენტური ტრანსფორმაციის წესები. განვიხილოთ ტრანსფორმაციის შესაძლო მეთოდები:
1) სერიული კავშირი - წინა ბმულის გამომავალი მნიშვნელობა მიეწოდება მომდევნო ბმულის შეყვანას
სურათი 4.1 - ბმულების სერიული კავშირი
2) პარალელური - თანხმოვანი კავშირი - ერთი და იგივე სიგნალი მიეწოდება თითოეული რგოლის შესასვლელს, ხოლო გამომავალი სიგნალები ემატება. შემდეგ:
y = y1 + y2 +. + yn = (W1 + W2 +. + W3) yo = Weq yo, (12)
ნახაზი 4.2 - ბმულების პარალელურ-თანხმოვნური კავშირი
3) პარალელური - კონტრ კავშირი - ბმული დაფარულია დადებითი ან უარყოფითი გამოხმაურებით. მიკროსქემის განყოფილებას, რომლის მეშვეობითაც სიგნალი მიდის საპირისპირო მიმართულებით მთლიან სისტემასთან მიმართებაში (ანუ გამომავალიდან შესასვლელამდე) ეწოდება უკუკავშირის წრე W os გადაცემის ფუნქციით. უფრო მეტიც, უარყოფითი OS-სთვის:
y = W p u; y 1 = W os y; u = y o - y 1, (13)
W eq = W p / (1 ± W p). (14)
სურათი 4.3 - ბმულების პარალელური მრიცხველის კავშირი
დახურულ სისტემას უწოდებენ ერთ წრედს, თუ მისი გახსნისას ნებისმიერ წერტილში მიიღება სერიებთან დაკავშირებული ელემენტების ჯაჭვი. წრედის მონაკვეთს, რომელიც შედგება სერიულად დაკავშირებული ბმულებისგან, რომლებიც აკავშირებს შემავალი სიგნალის გამოყენების წერტილს იმ წერტილთან, სადაც გამომავალი სიგნალი არის აღებული, ეწოდება სწორი ჯაჭვი. დახურულ წრეში შემავალ სერიასთან დაკავშირებული ბმულების ჯაჭვს ღია წრე ეწოდება. სტრუქტურული დიაგრამების ეკვივალენტური ტრანსფორმაციის ზემოაღნიშნულ მეთოდებზე დაყრდნობით, ერთწრეული სისტემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს გადაცემის ფუნქციით ერთი რგოლით: Weq = Wп/ (1 ± Wp) - ერთმარყუჟიანი დახურული მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქცია. უარყოფითი გამოხმაურებით უდრის წინა ჯაჭვის გადაცემის ფუნქციას გაყოფილი ერთზე პლუს გადაცემის ფუნქციის ღია წრედის ფუნქცია. დადებითი OS-სთვის, მნიშვნელს აქვს მინუს ნიშანი. თუ შეცვლით წერტილს, სადაც გამომავალი სიგნალი მიიღება, სწორი წრედის გარეგნობა იცვლება. ასე რომ, თუ გავითვალისწინებთ გამომავალ სიგნალს y1 ბმულის W1 გამოსავალზე, მაშინ Wp = Wo W1. ღია წრედის გადაცემის ფუნქციის გამოხატულება არ არის დამოკიდებული გამომავალი სიგნალის აღების წერტილზე. დახურული მარყუჟის სისტემები შეიძლება იყოს ერთწრეული ან მრავალწრეული. მოცემული სქემისთვის ექვივალენტური გადაცემის ფუნქციის მოსაძებნად, ჯერ ცალკეული სექციები უნდა გარდაქმნათ.
OTP BISN (KSN)
სამუშაოს მიზანი– სტუდენტები იძენენ პრაქტიკულ უნარებს ბორტზე ინტეგრირებული (კომპლექსური) სათვალთვალო სისტემების დაპროექტების მეთოდების გამოყენებაში.
ლაბორატორიული სამუშაოები ტარდება კომპიუტერულ ლაბორატორიაში.
პროგრამირების გარემო: MATLAB.
საბორტო ინტეგრირებული (კომპლექსური) სათვალთვალო სისტემები შექმნილია ძიების, აღმოჩენის, ამოცნობის პრობლემების გადასაჭრელად, საძიებო ობიექტების კოორდინატების განსაზღვრისთვის და ა.შ.
დასახული მიზნობრივი ამოცანების გადაჭრის ეფექტურობის გაზრდის ერთ-ერთი მთავარი მიმართულება საძიებო რესურსების რაციონალური მართვაა.
კერძოდ, თუ SPV-ის მატარებლები არიან უპილოტო საფრენი აპარატები (UAVs), მაშინ საძიებო რესურსების მართვა შედგება ტრაექტორიების დაგეგმვისა და უპილოტო საფრენი აპარატის ფრენის კონტროლისგან, ასევე SPV-ის ხედვის ხაზის კონტროლისგან და ა.შ.
ამ პრობლემების გადაწყვეტა ემყარება ავტომატური კონტროლის თეორიას.
ლაბორატორია 1
ავტომატური მართვის სისტემის (ACS) ტიპიური ბმულები
გადაცემის ფუნქცია
ავტომატური მართვის თეორიაში (ACT) ხშირად გამოიყენება დიფერენციალური განტოლებების ჩაწერის ოპერატორის ფორმა. ამავდროულად, შემოდის დიფერენციალური ოპერატორის კონცეფცია p = d/dt Ისე, dy/dt = py , ა pn=dn/dtn . ეს არის კიდევ ერთი აღნიშვნა დიფერენციაციის მოქმედებისთვის.
დიფერენციაციის ინვერსიული ინტეგრაციის ოპერაცია იწერება როგორც 1/გვ . ოპერატორის სახით, ორიგინალური დიფერენციალური განტოლება იწერება როგორც ალგებრული:
a o p (n) y + a 1 p (n-1) y + ... + a n y = (a o p (n) + a 1 p (n-1) + ... + a n)y = (b o p (m) + b 1 p (m-1) + ... + bm)u
აღნიშვნის ეს ფორმა არ უნდა აგვერიოს ოპერაციულ გამოთვლებთან, მხოლოდ იმიტომ, რომ დროის ფუნქციები პირდაპირ აქ არის გამოყენებული. y(t), u(t) (ორიგინალები), და არა მათ სურათები Y(p), U(p) , მიღებული ორიგინალებიდან ლაპლასის გარდაქმნის ფორმულით. ამავდროულად, ნულოვან საწყის პირობებში, ნოტაციამდე, ჩანაწერები მართლაც ძალიან ჰგავს. ეს მსგავსება მდგომარეობს დიფერენციალური განტოლებების ბუნებაში. მაშასადამე, ოპერაციული გამოთვლების ზოგიერთი წესი გამოიყენება დინამიკის განტოლების დაწერის ოპერატორის ფორმაზე. ასე რომ, ოპერატორი გვშეიძლება ჩაითვალოს ფაქტორად პერმუტაციის უფლების გარეშე, ანუ py yp. მისი ამოღება შესაძლებელია ფრჩხილებიდან და ა.შ.
ამრიგად, დინამიკის განტოლება ასევე შეიძლება დაიწეროს როგორც:
დიფერენციალური ოპერატორი W(p)დაურეკა გადაცემის ფუნქცია. ის განსაზღვრავს ბმულის გამომავალი მნიშვნელობის თანაფარდობას შეყვანის მნიშვნელობასთან დროის ყოველ მომენტში: W(p) = y(t)/u(t) , ამიტომაც ეძახიან დინამიური მოგება.
მდგრად მდგომარეობაში d/dt = 0, ანუ p = 0, შესაბამისად გადაცემის ფუნქცია იქცევა ბმულის გადაცემის კოეფიციენტად K = b m /a n .
გადაცემის ფუნქციის მნიშვნელი D(p) = a o p n + a 1 p n - 1 + a 2 p n - 2 + ... + a n დაურეკა დამახასიათებელი მრავალწევრი. მისი ფესვები, ანუ p-ის მნიშვნელობები, რომელზეც არის მნიშვნელი D(p) მიდის ნულამდე და W(p) უსასრულობისკენ მიდრეკილებას უწოდებენ გადაცემის ფუნქციის პოლუსები.
მრიცხველი K(p) = b o p m + b 1 p m - 1 + ... + b m დაურეკა ოპერატორის მოგება. მისი ფესვები, რომლებზეც K(p) = 0 და W(p) = 0, უწოდებენ გადაცემის ფუნქციის ნულები.
ACS ბმული ცნობილი გადაცემის ფუნქციით ეწოდება დინამიური ბმული. იგი წარმოდგენილია მართკუთხედით, რომლის შიგნით იწერება გადაცემის ფუნქციის გამოხატულება. ანუ, ეს არის ჩვეულებრივი ფუნქციური ბმული, რომლის ფუნქცია მითითებულია გამომავალი მნიშვნელობის მათემატიკური დამოკიდებულებით შეყვანის მნიშვნელობაზე დინამიურ რეჟიმში. ორი შეყვანისა და ერთი გამომავალი ბმულისთვის, თითოეული შეყვანისთვის უნდა დაიწეროს ორი გადაცემის ფუნქცია. გადაცემის ფუნქცია დინამიურ რეჟიმში ბმულის მთავარი მახასიათებელია, საიდანაც შეიძლება ყველა სხვა მახასიათებლის მიღება. იგი განისაზღვრება მხოლოდ სისტემის პარამეტრებით და არ არის დამოკიდებული შემავალ და გამომავალ რაოდენობებზე. მაგალითად, ერთ-ერთი დინამიური ბმული არის ინტეგრატორი. მისი გადაცემის ფუნქცია W და (p) = 1/p. ACS დიაგრამა, რომელიც შედგება დინამიური ბმულებისგან, ეწოდება სტრუქტურული.
განმასხვავებელი ბმული
არსებობს იდეალური და რეალური განმასხვავებელი ბმულები. იდეალური რგოლის დინამიკის განტოლება:
y(t) = k(du/dt),ან y = kpu .
აქ გამომავალი რაოდენობა პროპორციულია შეყვანის რაოდენობის ცვლილების სიჩქარისა. გადაცემის ფუნქცია: W(p) = kp . ზე k = 1ბმული ახორციელებს სუფთა დიფერენციაციას W(p) = p . ნაბიჯი პასუხი: h(t) = k 1'(t) = d(t) .
შეუძლებელია იდეალური დიფერენცირების რგოლის განხორციელება, რადგან გამომავალი მნიშვნელობის მატების სიდიდე, როდესაც ერთი ნაბიჯის მოქმედება გამოიყენება შეყვანაზე, ყოველთვის შეზღუდულია. პრაქტიკაში გამოიყენება რეალური დიფერენცირების ბმულები, რომლებიც ასრულებენ შეყვანის სიგნალის სავარაუდო დიფერენციაციას.
მისი განტოლება: Tpy + y = kTpu .
გადაცემის ფუნქცია: W(p) = k(Tp/Tp + 1).
როდესაც შეყვანისას გამოიყენება ერთი ნაბიჯის მოქმედება, გამომავალი მნიშვნელობა შეზღუდულია სიდიდით და გაფართოვდება დროში (ნახ. 5).
გარდამავალი პასუხიდან, რომელსაც აქვს ექსპონენციალური ფორმა, შეიძლება განისაზღვროს გადაცემის კოეფიციენტი კდა დროის მუდმივი თ. ასეთი ბმულების მაგალითები შეიძლება იყოს წინააღმდეგობისა და სიმძლავრის ოთხი ტერმინალური ქსელი ან წინააღმდეგობის და ინდუქციური, დემპერი და ა.შ. განმასხვავებელი რგოლები არის მთავარი საშუალება, რომელიც გამოიყენება თვითმავალი იარაღის დინამიური თვისებების გასაუმჯობესებლად.
გარდა განხილულისა, არის კიდევ არაერთი ლინკი, რომლებზეც დეტალურად არ ვისაუბრებთ. მათ შორისაა იდეალური იძულებითი ბმული ( W(p) = Tp + 1 , პრაქტიკულად შეუძლებელია), რეალური ძალისმიერი ბმული (W(p) = (T 1 p + 1)/(T 2 p + 1) , ზე T 1 >> T 2 ), ჩამორჩენილი ბმული ( W(p) = e - pT ), შეყვანის გავლენის რეპროდუცირება დროის დაგვიანებით და სხვა.
ინერციული ბმული
გადაცემის ფუნქცია:
AFC: W(j) = k.
რეალური სიხშირის პასუხი (RFC): P() = k.
წარმოსახვითი სიხშირის პასუხი (IFC): Q() = 0.
ამპლიტუდა-სიხშირის პასუხი (AFC): A() = k.
ფაზის სიხშირის პასუხი (PFC): () = 0.
ლოგარითმული ამპლიტუდა-სიხშირის პასუხი (LAFC): L() = 20 lgk.
სიხშირის ზოგიერთი მახასიათებელი ნაჩვენებია ნახ. 7-ში.
ბმული გადასცემს ყველა სიხშირეს თანაბრად, ამპლიტუდის ზრდით k-ჯერ და ფაზის ცვლის გარეშე.
ინტეგრირებული ბმული
გადაცემის ფუნქცია:
განვიხილოთ სპეციალური შემთხვევა, როდესაც k = 1, ანუ
AFC: W(j) = 
.
VChH: P() = 0.
MCH: Q() = - 1/.
სიხშირის პასუხი: A() = 1/.
ფაზის პასუხი: () = - /2.
LACHH: L() = 20ლგ(1/) = - 20ლგ().
სიხშირის მახასიათებლები ნაჩვენებია 8-ში.
ბმული გადის ყველა სიხშირეს ფაზის დაგვიანებით 90 o. გამომავალი სიგნალის ამპლიტუდა იზრდება სიხშირის კლებასთან ერთად და მცირდება ნულამდე სიხშირის მატებასთან ერთად (ბმული „გადატვირთავს“ მაღალ სიხშირეებს). LFC არის სწორი ხაზი, რომელიც გადის წერტილს L() = 0 at = 1. სიხშირე იზრდება ათწლეულით, ორდინატი მცირდება 20lg10 = 20 dB, ანუ LFC-ის დახრილობა არის - 20 dB/dec. (დეციბელი ათწლეულში).
აპერიოდული ბმული
k = 1-ისთვის ჩვენ ვიღებთ შემდეგ გამონათქვამებს სიხშირის პასუხისთვის:
W(p) = 1/(Tp + 1);
;
;
;
() = 1 - 2 = - არქტანი( T);
;
L() = 20ლგ(A()) = - 10ლგ(1 + (T)2).
აქ A1 და A2 არის LPFC-ის მრიცხველისა და მნიშვნელის ამპლიტუდები; 1 და 2 არის მრიცხველის და მნიშვნელის არგუმენტები. LFCHH:
სიხშირის მახასიათებლები ნაჩვენებია ნახ.9.
AFC არის 1/2 რადიუსის ნახევარწრიული წერტილი P = 1/2 წერტილით. ასიმპტომური LFC-ის აგებისას ითვლება, რომ როდესაც< 1 = 1/T можно пренебречь ( T) 2 выражении для L(), то есть L() - 10lg1 = 0.. При >1 უგულებელყოფს ერთიანობას ფრჩხილებში გამოსახულებაში, ანუ L(ω) - 20log(ω T). ამიტომ, LFC გადის აბსცისის ღერძის გასწვრივ შეჯვარების სიხშირემდე, შემდეგ 20 დბ/დეკ კუთხით. სიხშირეს ω 1 ეწოდება კუთხის სიხშირე. მაქსიმალური განსხვავება რეალურ LFC-სა და ასიმპტომურს შორის არ აღემატება 3 dB-ს = 1-ზე.
LFFC ასიმპტომურად მიისწრაფვის ნულისკენ, რადგან ω მცირდება ნულამდე (რაც უფრო დაბალია სიხშირე, მით ნაკლებია სიგნალის ფაზის დამახინჯება) და - /2-მდე, როდესაც ის იზრდება უსასრულობამდე. გადახრის წერტილი = 1 () = - /4-ზე. ყველა აპერიოდული ბმულის LFFC-ებს აქვთ ერთი და იგივე ფორმა და შეიძლება აშენდეს სტანდარტული მრუდის გამოყენებით, სიხშირის ღერძის გასწვრივ პარალელური გადაადგილებით.
მოხსენების ფორმა
ელექტრონულ ანგარიშში უნდა იყოს მითითებული:
1. ჯგუფი, სრული სახელი სტუდენტი;
2. ლაბორატორიული სამუშაოს დასახელება, თემა, დავალების ვარიანტი;
3. ტიპიური ბმულების დიაგრამები;
4. გაანგარიშების შედეგები: გარდამავალი პროცესები, LAPFC, ბმულების სხვადასხვა პარამეტრებისთვის, გრაფიკა;
5. დასკვნები გაანგარიშების შედეგებზე დაყრდნობით.
ლაბორატორიული სამუშაო 2.
კომპენსაციის პრინციპი
თუ შემაშფოთებელი ფაქტორი ამახინჯებს გამომავალ მნიშვნელობას მიუღებელ ზღვრებამდე, მაშინ გამოიყენეთ კომპენსაციის პრინციპი(ნახ.6, KU - კორექტირების მოწყობილობა).
დაე y o- გამომავალი რაოდენობის მნიშვნელობა, რომელიც უნდა იყოს უზრუნველყოფილი პროგრამის მიხედვით. ფაქტიურად, f დარღვევის გამო, მნიშვნელობა ჩაიწერება გამოსავალზე წ. მაგნიტუდა e = y o - yდაურეკა გადახრა მითითებული მნიშვნელობიდან. თუ რამდენადმე შესაძლებელია მნიშვნელობის გაზომვა ვ, მაშინ კონტროლის მოქმედება შეიძლება დარეგულირდეს u op-amp შეყვანისას, op-amp სიგნალის შეჯამება დარღვევის პროპორციული მაკორექტირებელი მოქმედებით ვდა მისი გავლენის კომპენსირება.
კომპენსაციის სისტემების მაგალითები: ბიმეტალური ქანქარა საათში, DC მანქანის კომპენსაციის გრაგნილი და ა.შ. 4-ზე, გათბობის ელემენტის წრეში (HE) არის თერმული წინააღმდეგობა რ t, რომლის მნიშვნელობა იცვლება გარემოს ტემპერატურის რყევების მიხედვით, ძაბვის რეგულირებით NE-ზე.
კომპენსაციის პრინციპის არსებითი მხარე: დარღვევებზე რეაგირების სიჩქარე. ეს უფრო ზუსტია ვიდრე ღია მარყუჟის კონტროლის პრინციპი. ნაკლი: ამ გზით ყველა შესაძლო დარღვევის გათვალისწინების შეუძლებლობა.
უკუკავშირის პრინციპი
ტექნოლოგიაში ყველაზე გავრცელებულია უკუკავშირის პრინციპი(ნახ. 5).
აქ კონტროლის მოქმედება რეგულირდება გამომავალი მნიშვნელობის მიხედვით y(t). და აღარ აქვს მნიშვნელობა რა დარღვევები მოქმედებს op-amp-ზე. თუ ღირებულება y(t)გადაიხრება საჭიროდან, სიგნალი მორგებულია u(t)ამ გადახრის შესამცირებლად. კავშირი op-amp-ის გამომავალსა და მის შეყვანას შორის ეწოდება ძირითადი გამოხმაურება (OS).
კონკრეტულ შემთხვევაში (ნახ. 6) მეხსიერება წარმოქმნის საჭირო გამომავალ მნიშვნელობას y o (t), რომელიც შედარებულია ფაქტობრივ მნიშვნელობასთან ACS-ის გამომავალზე y(t).
გადახრა e = y o -yშესადარებელი მოწყობილობის გამოსასვლელიდან მიეწოდება შესასვლელს მარეგულირებელი R, რომელიც აერთიანებს UU, UO, CHE.
თუ e 0, შემდეგ რეგულატორი წარმოქმნის საკონტროლო მოქმედებას u(t), ძალაშია თანასწორობის მიღწევამდე e = 0, ან y = y o. ვინაიდან სიგნალის სხვაობა მიეწოდება კონტროლერს, ასეთი გამოხმაურება ეწოდება უარყოფითი, განსხვავებით დადებითი გამოხმაურება, როდესაც სიგნალები ემატება.
გადახრის ფუნქციაში ასეთი კონტროლი ე.წ რეგულირება, და ასეთ თვითმავალ იარაღს ე.წ ავტომატური მართვის სისტემა(SAR).
ინვერსიული პრინციპის მინუსიკომუნიკაცია არის სისტემის ინერცია. ამიტომ ხშირად გამოიყენება ამ პრინციპის კომბინაცია კომპენსაციის პრინციპთან, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ ორივე პრინციპის უპირატესობები: კომპენსაციის პრინციპის დარღვევაზე რეაგირების სიჩქარე და რეგულირების სიზუსტე, მიუხედავად უკუკავშირის პრინციპის დარღვევების ხასიათისა.
თვითმავალი იარაღის ძირითადი ტიპები
მეხსიერების მუშაობის პრინციპიდან და კანონიდან გამომდინარე, რომელიც ადგენს გამომავალი მნიშვნელობის შეცვლის პროგრამას, განასხვავებენ ავტომატური მართვის სისტემების ძირითად ტიპებს: სტაბილიზაციის სისტემები, პროგრამული უზრუნველყოფა, თვალთვალიდა თვითრეგულირებადისისტემები, რომელთა შორის შეგვიძლია გამოვყოთ უკიდურესი, ოპტიმალურიდა ადაპტაციურისისტემები.
IN სტაბილიზაციის სისტემებიკონტროლირებადი რაოდენობის მუდმივი მნიშვნელობა უზრუნველყოფილია ყველა სახის დარღვევის დროს, ე.ი. y(t) = კონსტ.მეხსიერება წარმოქმნის საცნობარო სიგნალს, რომელთანაც შედარებულია გამომავალი მნიშვნელობა. მეხსიერება, როგორც წესი, იძლევა საცნობარო სიგნალის რეგულირებას, რაც საშუალებას გაძლევთ სურვილისამებრ შეცვალოთ გამომავალი რაოდენობის მნიშვნელობა.
IN პროგრამული სისტემებიკონტროლირებადი მნიშვნელობის ცვლილება უზრუნველყოფილია მეხსიერების მიერ გენერირებული პროგრამის შესაბამისად. მეხსიერების სახით შეიძლება გამოვიყენოთ კამერის მექანიზმი, დარტყმული ლენტი ან მაგნიტური ლენტის წამკითხველი და ა.შ. ამ ტიპის თვითმავალი იარაღები მოიცავს საქარე სათამაშოებს, მაგნიტოფონებს, ჩამწერ ფლეერებს და ა.შ. გამოარჩევენ სისტემები დროის პროგრამით, უზრუნველყოფს y = f(t), და სისტემები სივრცითი პროგრამით, რომელშიც y = f(x), გამოიყენება იქ, სადაც მნიშვნელოვანია ACS-ის გამოსავალზე სივრცეში საჭირო ტრაექტორიის მიღება, მაგალითად, გადამწერ მანქანაში (ნახ. 7), დროში მოძრაობის კანონი აქ როლს არ თამაშობს.
თვალთვალის სისტემებიგანსხვავდება პროგრამული პროგრამებისგან მხოლოდ იმით, რომ პროგრამა y = f(t)ან y = f(x)წინასწარ უცნობია. მეხსიერება არის მოწყობილობა, რომელიც აკონტროლებს ცვლილებებს ზოგიერთ გარე პარამეტრში. ეს ცვლილებები განსაზღვრავს ACS-ის გამომავალი მნიშვნელობის ცვლილებებს. მაგალითად, რობოტის ხელი, რომელიც იმეორებს ადამიანის ხელის მოძრაობას.
სამივე განხილული ტიპის თვითმავალი იარაღი შეიძლება აშენდეს კონტროლის სამი ფუნდამენტური პრინციპიდან რომელიმეს მიხედვით. ისინი ხასიათდებიან მოთხოვნით, რომ გამომავალი მნიშვნელობა ემთხვეოდეს გარკვეულ დადგენილ მნიშვნელობას ACS-ის შეყვანისას, რომელიც თავად შეიძლება შეიცვალოს. ანუ დროის ნებისმიერ მომენტში გამომავალი რაოდენობის საჭირო მნიშვნელობა ცალსახად არის განსაზღვრული.
IN თვითრეგულირების სისტემებიმეხსიერება ეძებს კონტროლირებადი სიდიდის მნიშვნელობას, რომელიც გარკვეულწილად ოპტიმალურია.
ასე რომ შიგნით ექსტრემალური სისტემები(ნახ. 8) საჭიროა, რომ გამომავალი სიდიდე ყოველთვის მიიღოს ყველა შესაძლოს უკიდურესი მნიშვნელობა, რომელიც წინასწარ არ არის განსაზღვრული და შეიძლება შეიცვალოს არაპროგნოზირებად.
მის მოსაძებნად სისტემა ასრულებს მცირე სატესტო მოძრაობებს და აანალიზებს გამომავალი მნიშვნელობის პასუხს ამ ტესტებზე. ამის შემდეგ წარმოიქმნება საკონტროლო მოქმედება, რომელიც აახლოებს გამომავალ მნიშვნელობას უკიდურეს მნიშვნელობასთან. პროცესი მუდმივად მეორდება. ვინაიდან ACS მონაცემები მუდმივად აფასებს გამომავალ პარამეტრს, ისინი შესრულებულია მხოლოდ მესამე კონტროლის პრინციპის შესაბამისად: უკუკავშირის პრინციპი.
ოპტიმალური სისტემებიექსტრემალური სისტემების უფრო რთული ვერსიაა. აქ, როგორც წესი, ხდება ინფორმაციის კომპლექსური დამუშავება გამომავალი რაოდენობებისა და დარღვევების ცვლილების ბუნების შესახებ, გამომავალ სიდიდეებზე საკონტროლო მოქმედებების გავლენის ბუნების შესახებ; შეიძლება ჩართული იყოს თეორიული ინფორმაცია, ევრისტიკული ხასიათის ინფორმაცია და ა.შ. . აქედან გამომდინარე, ექსტრემალურ სისტემებს შორის მთავარი განსხვავება არის კომპიუტერის არსებობა. ამ სისტემებს შეუძლიათ იმუშაონ მართვის სამი ფუნდამენტური პრინციპიდან რომელიმეს მიხედვით.
IN ადაპტური სისტემებიშესაძლებელია პარამეტრების ავტომატურად ხელახალი კონფიგურაცია ან ACS-ის მიკროსქემის შეცვლა, რათა მოერგოს ცვალებად გარე პირობებს. ამის შესაბამისად განასხვავებენ თვითრეგულირებადიდა თვითორგანიზებაადაპტური სისტემები.
ყველა ტიპის ACS უზრუნველყოფს, რომ გამომავალი მნიშვნელობა ემთხვევა საჭირო მნიშვნელობას. განსხვავება მხოლოდ საჭირო მნიშვნელობის შეცვლის პროგრამაშია. ამიტომ, TAU-ს საფუძვლები აგებულია უმარტივესი სისტემების ანალიზზე: სტაბილიზაციის სისტემები. მას შემდეგ რაც ვისწავლეთ თვითმავალი იარაღის დინამიური თვისებების ანალიზი, გავითვალისწინებთ უფრო რთული ტიპის თვითმავალი იარაღის ყველა მახასიათებელს.
სტატიკური მახასიათებლები
ACS-ის მუშაობის რეჟიმი, რომელშიც კონტროლირებადი რაოდენობა და ყველა შუალედური რაოდენობა დროთა განმავლობაში არ იცვლება, ე.წ. შეიქმნა, ან სტატიკური რეჟიმი. ამ რეჟიმში აღწერილია ნებისმიერი ბმული და თვითმავალი იარაღი მთლიანად სტატიკის განტოლებებიკეთილი y = F(u,f), რომელშიც დრო არ არის ტ. შესაბამისი გრაფიკები ე.წ სტატიკური მახასიათებლები. ბმულის სტატიკური მახასიათებელი ერთი შეყვანით u შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მრუდით y = F(u)(ნახ.9). თუ ბმულს აქვს მეორე დარღვევის შეყვანა ვ, მაშინ სტატიკური მახასიათებელი მოცემულია მრუდების ოჯახით y = F(u)სხვადასხვა ღირებულებებზე ვ, ან y = F(f)სხვადასხვა დროს u.
ასე რომ, მართვის სისტემის ერთ-ერთი ფუნქციური რგოლის მაგალითია ჩვეულებრივი ბერკეტი (ნახ. 10). სტატიკური განტოლება მას აქვს ფორმა y = კუ. ის შეიძლება გამოისახოს როგორც ბმული, რომლის ფუნქციაა შეყვანის სიგნალის გაძლიერება (ან შესუსტება) კერთხელ. კოეფიციენტი K = y/uტოლია გამომავალი რაოდენობის შეფარდება შეყვანის რაოდენობასთან მოგებაბმული როდესაც შემავალი და გამომავალი რაოდენობა განსხვავებული ხასიათისაა, მას უწოდებენ გადაცემის კოეფიციენტი.
ამ რგოლის სტატიკური მახასიათებელი აქვს სწორი ხაზის სეგმენტის ფორმას დახრილობით a = არქტანი(L 2 /L 1) = არქტანი(K)(სურ. 11). ხაზოვანი სტატიკური მახასიათებლების მქონე ბმულებს უწოდებენ ხაზოვანი. რეალური ბმულების სტატიკური მახასიათებლები, როგორც წესი, არაწრფივია. ასეთ ბმულებს უწოდებენ არაწრფივი. ისინი ხასიათდებიან გადაცემის კოეფიციენტის დამოკიდებულებით შეყვანის სიგნალის სიდიდეზე: K = y/ u კონსტ.
მაგალითად, გაჯერებული DC გენერატორის სტატიკური მახასიათებელი ნაჩვენებია ნახაზზე 12. როგორც წესი, არაწრფივი მახასიათებელი არ შეიძლება იყოს გამოხატული რაიმე მათემატიკური ურთიერთობით და უნდა იყოს მითითებული ცხრილურად ან გრაფიკულად.
ცალკეული ბმულების სტატიკური მახასიათებლების ცოდნა, შესაძლებელია ACS-ის სტატიკური მახასიათებლის აგება (ნახ. 13, 14). თუ ACS-ის ყველა ბმული წრფივია, მაშინ ACS-ს აქვს წრფივი სტატიკური მახასიათებელი და იწოდება ხაზოვანი. თუ ერთი რგოლი მაინც არაწრფივია, მაშინ თვითმავალი იარაღი არაწრფივი.
ბმულები, რომლებისთვისაც სტატიკური მახასიათებელი შეიძლება იყოს მითითებული გამომავალი მნიშვნელობის ხისტი ფუნქციონალური დამოკიდებულების სახით შეყვანის მნიშვნელობაზე, ე.წ. სტატიკური. თუ ასეთი კავშირი არ არის და შეყვანის რაოდენობის თითოეული მნიშვნელობა შეესაბამება გამომავალი რაოდენობის მნიშვნელობების ერთობლიობას, მაშინ ასეთი ბმული ე.წ. ასტატიკური. უაზროა მისი სტატიკური მახასიათებლების გამოსახვა. ასტატიკური ბმულის მაგალითია ძრავა, რომლის შეყვანის რაოდენობაა
ვოლტაჟი უ, და გამომავალი არის ლილვის ბრუნვის კუთხე, რომლის მნიშვნელობა ზე U = კონსტშეუძლია მიიღოს ნებისმიერი ღირებულება.
ასტატიკური ბმულის გამომავალი მნიშვნელობა, თუნდაც მდგრად მდგომარეობაში, არის დროის ფუნქცია.
ლაბორატორია 3
თვითმავალი იარაღის დინამიური რეჟიმი
დინამიური განტოლება
სტაბილური მდგომარეობა არ არის დამახასიათებელი თვითმავალი იარაღისთვის. როგორც წესი, კონტროლირებად პროცესზე გავლენას ახდენს სხვადასხვა დარღვევები, რომლებიც გადახრის კონტროლირებად პარამეტრს მითითებული მნიშვნელობიდან. კონტროლირებადი რაოდენობის საჭირო მნიშვნელობის დადგენის პროცესს ე.წ რეგულირება. ბმულების ინერციის გამო რეგულირება მყისიერად ვერ განხორციელდება.
მოდით განვიხილოთ ავტომატური მართვის სისტემა, რომელიც იმყოფება მდგრად მდგომარეობაში, რომელიც ხასიათდება გამომავალი რაოდენობის მნიშვნელობით. y = y o. ნება მომენტში t = 0ობიექტზე იმოქმედა შემაშფოთებელმა ფაქტორმა, რომელიც გადახრის კონტროლირებადი რაოდენობის მნიშვნელობას. გარკვეული დროის შემდეგ რეგულატორი დააბრუნებს ACS-ს პირვანდელ მდგომარეობაში (სტატიკური სიზუსტის გათვალისწინებით) (ნახ. 1).
თუ კონტროლირებადი რაოდენობა დროთა განმავლობაში იცვლება აპერიოდული კანონის მიხედვით, მაშინ კონტროლის პროცესი ეწოდება აპერიოდული.
უეცარი დარღვევების შემთხვევაში შესაძლებელია რხევადი დატენიანებულიპროცესი (ნახ. 2ა). ასევე არსებობს შესაძლებლობა, რომ გარკვეული დროის შემდეგ თ რსისტემაში დადგინდება კონტროლირებადი რაოდენობის დაუძლეველი რხევები - დაუცველი რხევითიპროცესი (ნახ. 2ბ). ბოლო ხედი - განსხვავებული რხევითიპროცესი (ნახ. 2c).
ამრიგად, განიხილება ACS– ის მუშაობის ძირითადი რეჟიმი დინამიური რეჟიმი, ხასიათდება მასში ნაკადით გარდამავალი პროცესები. Ამიტომაც მეორე მთავარი ამოცანა ACS-ის განვითარებაში არის ACS-ის დინამიური მუშაობის რეჟიმების ანალიზი.
აღწერილია თვითმავალი იარაღის ან მისი რომელიმე რგოლის ქცევა დინამიურ რეჟიმებში დინამიკის განტოლება y(t) = F(u,f,t), აღწერს რაოდენობების ცვლილებას დროთა განმავლობაში. როგორც წესი, ეს არის დიფერენციალური განტოლება ან დიფერენციალური განტოლებების სისტემა. Ამიტომაც ACS დინამიურ რეჟიმში შესწავლის ძირითადი მეთოდია დიფერენციალური განტოლებების ამოხსნის მეთოდი. დიფერენციალური განტოლებების თანმიმდევრობა შეიძლება იყოს საკმაოდ მაღალი, ანუ, როგორც შემავალი, ასევე გამომავალი სიდიდეები დაკავშირებულია დამოკიდებულებით. u(t), f(t), y(t), ასევე მათი ცვლილების სიჩქარე, აჩქარება და ა.შ. ამრიგად, დინამიკის განტოლება ზოგადი ფორმით შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:
F(y, y', y",..., y (n) , u, u', u",..., u (m) , f, f ', f ",..., f ( კ)) = 0.
შეგიძლიათ მიმართოთ ხაზოვან ACS-ს სუპერპოზიციის პრინციპი: სისტემის პასუხი რამდენიმე ერთდროულად მოქმედი შეყვანის ზემოქმედებაზე უდრის თითოეულ ზემოქმედებაზე ცალ-ცალკე რეაქციების ჯამს. ეს საშუალებას აძლევს ბმულს ორი შეყვანით uდა ვდაიშალა ორ ბმულად, რომელთაგან თითოეულს აქვს ერთი შემავალი და ერთი გამომავალი (ნახ. 3).
ამიტომ, მომავალში ჩვენ შემოვიფარგლებით სისტემებისა და კავშირების ქცევის შესწავლით ერთი შეყვანით, რომლის დინამიკის განტოლებას აქვს ფორმა:
a o y (n) + a 1 y (n-1) + ... + a n - 1 y’ + a n y = b o u (m) + ... + b m - 1u’ + b m u.
ეს განტოლება აღწერს ACS-ს დინამიურ რეჟიმში მხოლოდ დაახლოებით იმ სიზუსტით, რომელსაც იძლევა ხაზოვანი. ამასთან, უნდა გვახსოვდეს, რომ წრფივება შესაძლებელია მხოლოდ მნიშვნელობების საკმარისად მცირე გადახრით და ფუნქციაში შეუწყვეტლობის არარსებობის შემთხვევაში. ფჩვენთვის საინტერესო წერტილის სიახლოვეს, რომელიც შეიძლება შეიქმნას სხვადასხვა გადამრთველებით, რელეებით და ა.შ.
ჩვეულებრივ ნ მ, როდიდან ნ< m თვითმავალი იარაღი ტექნიკურად არარეალიზდებაა.
თვითმავალი იარაღის სტრუქტურული დიაგრამები
ბლოკ-სქემების ეკვივალენტური გარდაქმნები
ACS-ის სტრუქტურული დიაგრამა უმარტივეს შემთხვევაში აგებულია ელემენტარული დინამიური ბმულებიდან. მაგრამ რამდენიმე ელემენტარული ბმული შეიძლება შეიცვალოს ერთი ბმულით რთული გადაცემის ფუნქციით. ამ მიზნით, არსებობს ბლოკ-სქემების ეკვივალენტური ტრანსფორმაციის წესები. განვიხილოთ ტრანსფორმაციის შესაძლო მეთოდები.
1. სერიული კავშირი(ნახ. 4) - წინა ბმულის გამომავალი მნიშვნელობა მიეწოდება მომდევნო ბმულის შეყვანას. ამ შემთხვევაში შეგიძლიათ დაწეროთ:
y 1 = W 1 y o; y 2 = W 2 y 1; ...; y n = W n y n - 1 = >
y n = W 1 W 2 .....W n .y o = W eq y o,
სად 
.
ანუ, სერიებში დაკავშირებული ბმულების ჯაჭვი გარდაიქმნება ეკვივალენტურ ბმულად, გადაცემის ფუნქციით, რომელიც ტოლია ცალკეული ბმულების გადაცემის ფუნქციების ნამრავლს.
2. პარალელური - თანხმოვანი კავშირი(ნახ. 5) - ერთი და იგივე სიგნალი მიეწოდება თითოეული რგოლის შესასვლელს და ემატება გამომავალი სიგნალები. შემდეგ:
y = y 1 + y 2 + ... + y n = (W 1 + W 2 + ... + W3)y o = W eq y o,
სად 
.
ანუ, პარალელურად დაკავშირებული რგოლების ჯაჭვი გარდაიქმნება ბმულად, რომლის გადაცემის ფუნქცია ტოლია ცალკეული რგოლების გადაცემის ფუნქციების ჯამს.
3. პარალელური - კონტრ კავშირი(სურ. 6ა) - ბმული დაფარულია დადებითი ან უარყოფითი გამოხმაურებით. მიკროსქემის მონაკვეთი, რომლის მეშვეობითაც სიგნალი მიდის საპირისპირო მიმართულებით მთლიან სისტემასთან შედარებით (ანუ გამომავალიდან შეყვანამდე) ე.წ. უკუკავშირის წრეგადაცემის ფუნქციით W os. უფრო მეტიც, უარყოფითი OS-სთვის:
y = W p u; y 1 = W os y; u = y o - y 1,
აქედან გამომდინარე
y = W p y o - W p y 1 = W p y o - W p W oc y = >
y(1 + W p W oc) = W p y o => y = W eq y o,
სად 
.
ანალოგიურად: 
- დადებითი OS-სთვის.
თუ W oc = 1, მაშინ უკუკავშირს უწოდებენ ერთს (სურ. 6ბ), შემდეგ W eq = W p /(1 ± W p).
დახურულ სისტემას უწოდებენ ერთი წრიული, თუ რომელიმე წერტილში გახსნისას მიიღება სერიით დაკავშირებული ელემენტების ჯაჭვი (ნახ. 7ა).
მიკროსქემის განყოფილება, რომელიც შედგება სერიულად დაკავშირებული ბმულებისგან, რომლებიც აკავშირებს შემავალი სიგნალის გამოყენების წერტილს გამომავალი სიგნალის შეგროვების წერტილთან, ე.წ. სწორიჯაჭვი (ნახ. 7ბ, პირდაპირი ჯაჭვის გადაცემის ფუნქცია W p = Wo W 1 W 2). დახურულ წრეში შემავალი სერიასთან დაკავშირებული ბმულების ჯაჭვი ეწოდება გახსნილი წრე(ნახ. 7c, ღია წრედის გადაცემის ფუნქცია W p = W 1 W 2 W 3 W 4). ბლოკ-სქემების ეკვივალენტური ტრანსფორმაციის ზემოაღნიშნული მეთოდების საფუძველზე, ერთი წრიული სისტემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ერთი ბმულით გადაცემის ფუნქციით: W eq = W p /(1 ± W p)- ერთი წრიული დახურული მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქცია უარყოფითი გამოხმაურებით უდრის წინა წრედის გადაცემის ფუნქციას გაყოფილი ერთზე პლუს ღია წრედის გადაცემის ფუნქციაზე. დადებითი OS-სთვის, მნიშვნელს აქვს მინუს ნიშანი. თუ შეცვლით წერტილს, სადაც გამომავალი სიგნალი მიიღება, სწორი წრედის გარეგნობა იცვლება. ასე რომ, თუ გავითვალისწინებთ გამომავალ სიგნალს y 1ბმულის გამოსავალზე W 1, ეს W p = Wo W 1. ღია წრედის გადაცემის ფუნქციის გამოხატულება არ არის დამოკიდებული გამომავალი სიგნალის აღების წერტილზე.
არის დახურული სისტემები ერთი წრიულიდა მრავალ ჩართვა(ნახ. 8) მოცემული სქემისთვის ეკვივალენტური გადაცემის ფუნქციის საპოვნელად, ჯერ ცალკეული მონაკვეთები უნდა გარდაქმნათ.
თუ მრავალწრეულ სისტემას აქვს კავშირების გადაკვეთა(ნახ. 9), შემდეგ ექვივალენტური გადაცემის ფუნქციის გამოსათვლელად საჭიროა დამატებითი წესები:
4. სიგნალის ბილიკზე ბმულის მეშვეობით დამამატებლის გადატანისას აუცილებელია ბმულის დამატება იმ ბმულის გადაცემის ფუნქციით, რომლის მეშვეობითაც ხდება შემგროვებლის გადატანა. თუ შემკრები გადადის სიგნალის მიმართულების საწინააღმდეგოდ, მაშინ ემატება ბმული გადაცემის ფუნქციით იმ რგოლის გადაცემის ფუნქციის საპირისპიროდ, რომლის მეშვეობითაც ხდება შემგროვებლის გადაცემა (სურ. 10).
ასე რომ, სიგნალი ამოღებულია სისტემის გამოსასვლელიდან ნახ. 10a
y 2 = (f + y o W 1) W 2 .
იგივე სიგნალი უნდა მოიხსნას ნახ. 10ბ-ში მოცემული სისტემების გამოსასვლელებიდან:
y 2 = fW 2 + y o W 1 W 2 = (f + y o W 1)W 2,
და ნახ. 10c-ში:
y 2 = (f(1/W 1) + y o)W 1 W 2 = (f + y o W 1)W 2 .
ასეთი გარდაქმნების დროს შეიძლება წარმოიშვას საკომუნიკაციო ხაზის არაეკვივალენტური მონაკვეთები (ისინი დაჩრდილულია ფიგურებში).
5. სიგნალის ბილიკის გასწვრივ კვანძის გადაცემისას ემატება ბმული გადაცემის ფუნქციით იმ ბმულის გადაცემის ფუნქციის შებრუნებით, რომლის მეშვეობითაც ხდება კვანძის გადაცემა. თუ კვანძი გადადის სიგნალის მიმართულების საწინააღმდეგოდ, მაშინ ემატება ბმული იმ ბმულის გადაცემის ფუნქციით, რომლის მეშვეობითაც ხდება კვანძის გადატანა (ნახ. 11). ასე რომ, სიგნალი ამოღებულია სისტემის გამოსასვლელიდან ნახ. 11a
y 1 = y o W 1 .
იგივე სიგნალი ამოღებულია ნახ. 11b-ის გამოსასვლელებიდან:
y 1 = y o W 1 W 2 /W 2 = y o W 1
y 1 = y o W 1 .
6. შესაძლებელია კვანძებისა და შემკრებების ურთიერთ გადაწყობა: შესაძლებელია კვანძების გაცვლა (სურ. 12a); შემკრები ასევე შეიძლება შეიცვალოს (სურ. 12b); კვანძის დამამატებლის მეშვეობით გადატანისას აუცილებელია შედარების ელემენტის დამატება (ნახ. 12c: y = y 1 + f 1 => y 1 = y - f 1) ან შემკრები (ნახ. 12d: y = y 1 + f 1).
სტრუქტურული დიაგრამის ელემენტების გადაცემის ყველა შემთხვევაში წარმოიქმნება პრობლემები არაეკვივალენტური ტერიტორიებისაკომუნიკაციო ხაზები, ასე რომ თქვენ უნდა იყოთ ფრთხილად, სად არის მიღებული გამომავალი სიგნალი.
ერთი და იგივე ბლოკ-სქემის ეკვივალენტური გარდაქმნებით, სისტემის სხვადასხვა გადაცემის ფუნქციების მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა შეყვანისა და გამოსავლებისთვის.
ლაბორატორია 4
მარეგულირებელი კანონები
მიეცით რაიმე სახის ACS (ნახ. 3).
კონტროლის კანონი არის მათემატიკური ურთიერთობა, რომლის მიხედვითაც საკონტროლო მოქმედება ობიექტზე წარმოიქმნება ინერციისგან თავისუფალი რეგულატორის მიერ.
მათგან ყველაზე მარტივია პროპორციული კონტროლის კანონი, რომელიც
u(t) = Ke(t)(ნახ. 4a),
სად u(t)- ეს არის მარეგულირებლის მიერ გენერირებული საკონტროლო მოქმედება, e(t)- კონტროლირებადი მნიშვნელობის გადახრა საჭირო მნიშვნელობიდან, კ- რეგულატორის პროპორციულობის კოეფიციენტი R.
ანუ საკონტროლო მოქმედების შესაქმნელად აუცილებელია, რომ არსებობდეს საკონტროლო შეცდომა და ამ შეცდომის სიდიდე შემაშფოთებელი გავლენის პროპორციული იყოს. f(t). სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თვითმავალი იარაღი მთლიანად უნდა იყოს სტატიკური.
ასეთ მარეგულირებლებს ე.წ P-რეგულატორები.
ვინაიდან, როდესაც დარღვევა გავლენას ახდენს საკონტროლო ობიექტზე, კონტროლირებადი სიდიდის გადახრა საჭირო მნიშვნელობიდან ხდება სასრული სიჩქარით (ნახ. 4b), მაშინ საწყის მომენტში ძალიან მცირე მნიშვნელობა მიეწოდება კონტროლერის შეყვანას, რაც იწვევს სუსტ კონტროლს. მოქმედებები u. სისტემის სიჩქარის გასაზრდელად სასურველია კონტროლის პროცესის დაჩქარება.
ამისათვის კონტროლერში შეჰყავთ ბმულები, რომლებიც წარმოქმნიან გამომავალ სიგნალს, რომელიც პროპორციულია შეყვანის მნიშვნელობის წარმოებულის, ანუ დიფერენცირების ან იძულებითი ბმულების.
ამ მარეგულირებელ კანონს ე.წ შესახებ
რა არის დინამიური ბმული? წინა გაკვეთილებზე ჩვენ გადავხედეთ ავტომატური მართვის სისტემის ცალკეულ ნაწილებს და მოვუწოდებთ მათ ელემენტები ავტომატური მართვის სისტემები. ელემენტებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ფიზიკური გარეგნობა და დიზაინი. მთავარი ის არის, რომ ასეთი ელემენტები მიეწოდება ზოგიერთს შეყვანის სიგნალი x( ტ ) და ამ შეყვანის სიგნალის საპასუხოდ, საკონტროლო სისტემის ელემენტი წარმოქმნის გარკვეულ რაოდენობას გამომავალი სიგნალი y( ტ ) . ჩვენ შემდგომ დავადგინეთ, რომ კავშირი გამომავალ და შეყვანის სიგნალებს შორის განისაზღვრება დინამიური თვისებები საკონტროლო ელემენტები, რომლებიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც გადაცემის ფუნქცია W(s). Ისე, დინამიური ბმული არის ავტომატური მართვის სისტემის ნებისმიერი ელემენტი, რომელსაც აქვს გარკვეული მათემატიკური აღწერა, ე.ი. რომლისთვისაც ცნობილია გადაცემის ფუნქცია.
ბრინჯი. 3.4. თვითმავალი იარაღის ელემენტი (a) და დინამიური ბმული (ბ).
ტიპიური დინამიური ბმულები– ეს არის მინიმალური საჭირო ბმულების ნაკრები ნებისმიერი ტიპის საკონტროლო სისტემის აღსაწერად. ტიპიური ბმულები მოიცავს:
პროპორციული ბმული;
პირველი რიგის აპერიოდული ბმული;
მეორე რიგის აპერიოდული ბმული;
რხევითი ბმული;
ინტეგრირებული ბმული;
იდეალური განმასხვავებელი ბმული;
1-ლი შეკვეთის იძულებითი ბმული;
მეორე რიგის იძულებითი ბმული;
ბმული სუფთა დაგვიანებით.
პროპორციული ბმული
პროპორციულ რგოლსაც უწოდებენ ინერციული .
1. გადაცემის ფუნქცია.
პროპორციული რგოლის გადაცემის ფუნქციას აქვს ფორმა:
ვ(ს) = კსადაც K არის მოგება.
პროპორციული ბმული აღწერილია ალგებრული განტოლებით:
y(ტ) = კ· X(ტ)
ასეთი პროპორციული ბმულების მაგალითებია ბერკეტი მექანიზმი, ხისტი მექანიკური ტრანსმისია, გადაცემათა კოლოფი, ელექტრონული სიგნალის გამაძლიერებელი დაბალ სიხშირეებზე, ძაბვის გამყოფი და ა.შ.
4. გარდამავალი ფუნქცია .
პროპორციული რგოლის გადასვლის ფუნქციას აქვს ფორმა:
h(t) = L -1 = ლ -1 = კ· 1 (ტ)
5. წონის ფუნქცია.
პროპორციული რგოლის შეწონვის ფუნქცია უდრის:
w(t) = L -1 = კ·δ(t)
ბრინჯი. 3.5. გადასვლის ფუნქცია, წონის ფუნქცია, AFC და პროპორციული სიხშირის პასუხი .
6. სიხშირის მახასიათებლები .
მოდი ვიპოვოთ პროპორციული ბმულის AFC, AFC, PFC და LAC:
W(ჯω ) = K = K +0· j
A(ω
)
=
= კ
φ(ω) = არქტანი (0/K) = 0
L(ω) = 20 lg = 20 lg (K)
როგორც წარმოდგენილი შედეგებიდან ჩანს, გამომავალი სიგნალის ამპლიტუდა არ არის დამოკიდებული სიხშირეზე. სინამდვილეში, არც ერთ ბმულს არ შეუძლია ყველა სიხშირის ერთნაირად გადაცემა 0-დან ¥-მდე; როგორც წესი, მაღალ სიხშირეებზე, მომატება უფრო მცირე ხდება და ნულისკენ მიისწრაფვის, როგორც ω → ∞. ამრიგად, პროპორციული რგოლის მათემატიკური მოდელი არის რეალური ბმულების იდეალიზაცია .
აპერიოდული ბმული მე - ბრძანება
აპერიოდულ ბმულებსაც უწოდებენ ინერციული .
1. გადაცემის ფუნქცია.
პირველი რიგის აპერიოდული ბმულის გადაცემის ფუნქციას აქვს ფორმა:
ვ(ს) = კ/(თ· ს + 1)
სადაც K არის მოგება; T – დროის მუდმივი, რომელიც ახასიათებს სისტემის ინერციას, ე.ი. მასში გარდამავალი პროცესის ხანგრძლივობა. Იმიტომ რომ დროის მუდმივი ახასიათებს დროის გარკვეულ ინტერვალს , მაშინ მისი მნიშვნელობა ყოველთვის დადებითი უნდა იყოს, ე.ი. (T > 0).
2. ბმულის მათემატიკური აღწერა.
პირველი რიგის აპერიოდული ბმული აღწერილია პირველი რიგის დიფერენციალური განტოლებით:
თ· დy(ტ)/ dt+ y(ტ) = კ· X(ტ)
3. ლინკის ფიზიკური განხორციელება.
პირველი რიგის აპერიოდული ბმულის მაგალითები შეიძლება იყოს: ელექტრო RC ფილტრი; თერმოელექტრული გადამყვანი; შეკუმშული გაზის ავზი და ა.შ.
4. გარდამავალი ფუნქცია .
პირველი რიგის აპერიოდული ბმულის გადასვლის ფუნქციას აქვს ფორმა:
h(t) = L -1 = ლ -1 = კ – კ ე -t/T = K·(1 – ე -t/T )
ბრინჯი. 3.6. 1 რიგის აპერიოდული რგოლისთვის დამახასიათებელი გარდამავალი.
პირველი რიგის აპერიოდული რგოლის გადასვლის პროცესს აქვს ექსპონენციალური ფორმა. მდგრადი მდგომარეობის მნიშვნელობა არის: h სიმრავლე = K. ტანგენსი t = 0 წერტილში კვეთს მდგრადი მდგომარეობის მნიშვნელობის წრფეს t = T წერტილში. t = T დროს, გარდამავალი ფუნქცია იღებს მნიშვნელობას: h(T) ≈ 0.632·K, ე.ი. T დროის განმავლობაში გარდამავალი პასუხი იძენს სტაბილური მდგომარეობის მხოლოდ 63%-ს.
განვსაზღვროთ რეგულირების დრო თ ზე პირველი რიგის აპერიოდული ბმულისთვის. როგორც ცნობილია წინა ლექციიდან, საკონტროლო დრო არის დრო, რომლის შემდეგაც განსხვავება მიმდინარე და სტაბილურ მნიშვნელობებს შორის არ აღემატება გარკვეულ მითითებულ მცირე მნიშვნელობას Δ. (როგორც წესი, Δ დაყენებულია სტაბილური მდგომარეობის მნიშვნელობის 5%-ზე.)
h(T y) = (1 – Δ) h პირი = (1 – Δ) K = K (1 – e - T y/ T), აქედან გამომდინარე e - T y/ T = Δ, შემდეგ T y / T = - ln(Δ), შედეგად ვიღებთ T y = [-ln(Δ)]·T.
Δ = 0,05 T y = - ln(0,05) T ≈ 3 T.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პირველი რიგის აპერიოდული რგოლის გადასვლის პროცესის დრო დაახლოებით 3-ჯერ აღემატება დროის მუდმივობას.
შესავალი
ავტომატური მართვის თეორია ზოგადი გამოყენების ტექნიკური მეცნიერებაა. ის იძლევა თეორიულ საფუძველს ავტომატური და ავტომატური სისტემების კვლევის, განვითარებისა და დიზაინისთვის.
1. ძირითადი ცნებები და განმარტებები
არსებობს ძალიან მრავალფეროვანი სისტემები, რომლებიც ავტომატურად ასრულებენ გარკვეულ ფუნქციებს, რათა გააკონტროლონ სხვადასხვა ფიზიკური პროცესები ტექნოლოგიის ყველა სფეროში.
ავტომატურ სისტემას შეუძლია შეცვალოს ნებისმიერი ფიზიკური რაოდენობა კონკრეტულ კონტროლირებად პროცესში ხანგრძლივი დროის განმავლობაში.
ავტომატური სისტემა არის სისტემა, რომელშიც ადამიანის ოპერატორი გამოიყენება როგორც ერთ-ერთი კვანძი.
საკონტროლო ოპერაცია – მოქმედებები, რომლებიც მიმართულია კონტროლირებადი ობიექტის სწორად და ხარისხიან ფუნქციონირებაზე. ისინი უზრუნველყოფენ ინდივიდუალური მოქმედებების დაწყებას, თანმიმდევრობასა და შეწყვეტას საჭირო დროს; უზრუნველყოს საჭირო რესურსების გამოყოფა და თავად პროცესისთვის აუცილებელი პარამეტრების დადგენა.
საკონტროლო ობიექტი არის ტექნიკური საშუალებების ერთობლიობა, რომელიც ასრულებს გარკვეულ პროცესს და ექვემდებარება კონტროლს.
ყველა ავტომატური მართვის სისტემა (ACS) შეიძლება კლასიფიცირდეს შემდეგნაირად.
1. ბლოკ-სქემის ტიპის მიხედვით:
– ღია (გარკვეული პროგრამების მიხედვით მომუშავე ავტომატური მანქანები);
– დახურულია (გამოხმაურებით).
2. საკონტროლო პროცესების დინამიკის განტოლებების ტიპის მიხედვით:
- ხაზოვანი;
- არაწრფივი.
ხაზოვანი სისტემები ყველაზე სრულად არის შესწავლილი.
3. სიგნალის გადაცემის ბუნებით:
- უწყვეტი;
- დისკრეტული:
– პულსირებული (დროში დისკრეტული);
– ციფრული (დისკრეტული დროისა და დონის მიხედვით);
– რელე (სიგნალი მკვეთრად იცვლება).
4. ფუნქციონირების ბუნებით:
- ჩვეულებრივი;
– ადაპტაციური (თვითრეგულირებადი).
5. საკონტროლო მოქმედების ცვლილების ხასიათიდან გამომდინარე:
- ავტომატური სტაბილიზაციის სისტემები;
– პროგრამის კონტროლის სისტემები;
- თვალთვალის სისტემები.
ტიპიური ACS დიაგრამა ასე გამოიყურება (ნახ. 1).
ბრინჯი. 1. თვითმავალი იარაღის ტიპიური სქემა
გ(ტ) – დამდგენი გავლენა;
ვ(ტ) – შემაშფოთებელი გავლენა (შეიძლება იმოქმედოს სისტემის ნებისმიერ ბლოკზე);
ზე(ტ) – გამომავალი სიგნალი;
1 - სამაგისტრო მოწყობილობა. მოწყობილობა გარდაქმნის შეყვანის გავლენას გ(ტ) გამომავალი რაოდენობის მითითებული მნიშვნელობის პროპორციულ სიგნალად ზე(ტ);
2, 5 - შედარების მოწყობილობები. წარმოქმნის შეუსაბამობის (შეცდომის) სიგნალს ე(ტ) შეყვანის სიგნალსა და მთავარ უკუკავშირის სიგნალს შორის
კომუნიკაციები;
3 – კონვერტაციის მოწყობილობა;
4, 8 - მაკორექტირებელი მოწყობილობები. მენეჯმენტის ხარისხის გაუმჯობესება;
6 – გამაძლიერებელი მოწყობილობა;
7 – აქტივატორი;
9 – საზომი მოწყობილობა;
10 - შესატყვისი მოწყობილობა. აწარმოებს სიგნალს, რომელიც გარკვეულ ფუნქციურ დამოკიდებულებაშია კონტროლირებად ცვლადზე;
11 – საკონტროლო ობიექტი.
ამრიგად, გამარტივებული სახით, ნებისმიერი თვითმავალი იარაღი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად (ნახ. 2).
 |
ბრინჯი. 2. თვითმავალი იარაღის გამარტივებული სქემა
თვითმავალი იარაღის თეორიის პრობლემები
ავტომატური მართვის თეორია სწავლობს ავტომატური მართვის სისტემების აგების ზოგად პრინციპებს და მათი შესწავლის მეთოდებს, განურჩევლად პროცესების ფიზიკური ხასიათისა.
შეიძლება გამოიყოს ორი დავალება.
1. საანალიზო დავალება: სისტემის სტატიკური და დინამიკური თვისებების შესწავლა.
2. სინთეზის ამოცანა: ახალი სისტემების შემუშავება, რომლებიც აკმაყოფილებენ მოცემულ ტექნიკურ მოთხოვნებს.
ამ პრობლემების გადაჭრისას გამოკვლეულია შემდეგი კითხვები.
1. ავტომატური მართვის სისტემების ფუნქციონალური და სტრუქტურული დიაგრამების ფორმირება.
2. ცალკეული ბმულების და მთლიანად სისტემის სტატიკური და დინამიური მახასიათებლების აგება.
3. დახურული მარყუჟის სისტემის მართვის შეცდომების და სიზუსტის მაჩვენებლების დადგენა.
4. სისტემის სტაბილურობის შესწავლა.
5. მართვის პროცესის ხარისხის მაჩვენებლების შეფასება.
6. მაკორექტირებელი მოწყობილობების სინთეზი და სისტემის პარამეტრების ოპტიმიზაცია.
3. დიფერენციალური განტოლებები და
გადაცემის ფუნქციები
სისტემების გასაანალიზებლად აუცილებელია მათი მათემატიკური აღწერა. როგორც წესი, ეს არის დიფერენციალური განტოლებები (DE). თუ ეს განტოლება იყენებს შეყვანისა და გამომავალი რაოდენობების წარმოებულებს, მაშინ ეს არის დინამიური განტოლება. თუ შეყვანის სიგნალების წარმოებულებს ნულზე დავაყენებთ, ეს არის სტატიკური განტოლება (სისტემის აღწერა სტაბილურ მდგომარეობაში). ეს განტოლებები შედგენილია ფიზიკური კანონების საფუძველზე.
ზოგად შემთხვევაში, მიღებული განტოლებები არაწრფივია. ანალიზის გასამარტივებლად გამოიყენება გარკვეული ხაზოვანი მეთოდები, მაგალითად, ტეილორის სერიის გაფართოება.
ზოგადად, ხაზოვან დიფერენციალურ განტოლებას აქვს შემდეგი ფორმა:
ავტომატური მართვის თეორიაში მიღებულია დიფერენციალური განტოლებების ჩაწერის სტანდარტული ფორმა: – წარმოებული იცვლება ოპერატორით. გვ,გამომავალი მნიშვნელობის კოეფიციენტი უნდა იყოს 1-ის ტოლი.
მაგალითად, მეორე რიგის განტოლებისთვის:
Პარამეტრი კგადაცემის კოეფიციენტს (მომატებას) უწოდებენ. ეს არის გამომავალი რაოდენობის თანაფარდობა შეყვანის რაოდენობასთან სტაბილურ მდგომარეობაში.
Პარამეტრი თ- დროის მუდმივი.
ეს ტიპი წარმოადგენს თვითმავალი იარაღის აღწერის პირველ ფორმას.
დროის დომენში აღწერის გარდა, აღწერილია სისტემები გადაცემის ფუნქციები. გადაცემის ფუნქციის მისაღებად საჭიროა გამოიყენოთ ლაპლასის გაფართოება
,
სად p = c + jd- რთული რიცხვი;
ვ(ტ) - ორიგინალური;
ფ(გვ) – ლაპლასის გამოსახულება.
შესაბამისად, დიფერენციალური განტოლება შეიძლება გარდაიქმნას და დაიწეროს გამოსახულებებთან შედარებით (იხ. მაგალითი ზემოთ):
ეს არის თვითმავალი იარაღის აღწერის მეორე ფორმა.
გადაცემის ფუნქციაარის გამომავალი და შეყვანის რაოდენობების გამოსახულების თანაფარდობა, ნაპოვნი ზემოთ განტოლებიდან:
.
ACS-ის სიხშირის თვისებების შესასწავლად გამოიყენება სიხშირის გადაცემის ფუნქცია. მის მისაღებად გამოიყენება ფურიეს ტრანსფორმაცია. ამ შემთხვევაში ოპერატორი გვ = ჯ w და სიხშირის გადაცემის ფუნქცია იწერება როგორც ვ(ჯღ). ეს წარმოდგენა არის სისტემების აღწერის მესამე ფორმა.
თვითმავალი იარაღის მახასიათებლები
არსებობს თვითმავალი იარაღის ან მისი ცალკეული ერთეულების შესწავლის სხვადასხვა მეთოდი. ერთ-ერთი მათგანია სისტემის რეაქციის ანალიზი ან გარე გავლენებთან დაკავშირება.
სტანდარტული სიგნალები გამოიყენება როგორც გარე გავლენები. თეორიულად, ACS იყენებს სამი ტიპის სიგნალს.
1. ერთი შეყვანის მოქმედება 1( ტ) (სურ. 3).
 |
ბრინჯი. 3. ერთჯერადი შეყვანის მოქმედება
2. d-პულსი – ნულოვანი სიგანისა და უსასრულო ამპლიტუდის სიგნალი – d( ტ), და მისი ფართობი უდრის 1-ს (ნახ. 4)
.
ბრინჯი. 4. დელტა პულსი
ასეთი ფუნქცია მათემატიკური აბსტრაქციაა. პრაქტიკაში, ასეთი სიგნალი ითვლება მაღალი სიმძლავრის მოკლე პულსად.
d-პულსი მათემატიკურად დაკავშირებულია სიგნალთან 1( ტ):
.
3. აცოდვა ტდა სიმარტივისთვის ა = 1.
შესაბამისად, თითოეულ ამ სტანდარტულ სიგნალზე არის ACS-ის გარკვეული რეაქცია.
1. ავტომატური მართვის სისტემის ან ერთეულის რეაქცია ერთ შეყვანის ზემოქმედებაზე ეწოდება ნაბიჯი პასუხიან გადასვლის ფუნქცია h(ტ) (სურ. 5).
ბრინჯი. 6. ავტომატური მართვის სისტემის წონის ფუნქციის მაგალითი
ლაპლასის გარდაქმნის გამოყენებით მივიღებთ შემდეგ ურთიერთობებს:
.
წონის ფუნქციის ლაპლასის ტრანსფორმაცია არის გადაცემის ფუნქცია.
წონის ფუნქცია და გადასვლის პასუხი დაკავშირებულია მარტივი მიმართებით
.
ACS-ის აღწერა დროის დომენში შეწონვის ფუნქციის მეშვეობით ექვივალენტურია სურათის დომენში გადაცემის ფუნქციის აღწერილობის.
თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ სისტემის პასუხი თვითნებური შეყვანის სიგნალზე. ამისათვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ დუჰამელის ინტეგრალი ან კონვოლუციის ინტეგრალი
.
3. თუ შეყვანის სიგნალი მოსწონს აცოდვა ტ, შემდეგ ვსაუბრობთ სისტემის სიხშირის მახასიათებლებზე.
სიხშირის მახასიათებლები- ეს არის გამონათქვამები და გრაფიკული დამოკიდებულებები, რომლებიც გამოხატავს შესწავლილი ACS-ის პასუხს ფორმის სიგნალზე აცოდვა ტ w სიხშირის სხვადასხვა მნიშვნელობებზე.
ACS გამომავალზე სიგნალი ასე გამოიყურება
სად ა(ტ) – სიგნალის ამპლიტუდა, j( ტ) – ფაზური ცვლა.
სიხშირის გადაცემის ფუნქცია სიხშირის მახასიათებლების მისაღებად შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:
;
, (1)
სად u(ვ) და ვ(ვ) – რთული გამოხატვის რეალური და წარმოსახვითი ნაწილები.
რეალური ნაწილი შედგება w სიხშირის ლუწი ძალებისგან, ხოლო წარმოსახვითი ნაწილი კენტი ძალებისგან.
ეს ფუნქცია გრაფიკულად შეიძლება იყოს წარმოდგენილი კომპლექსურ სიბრტყეზე. ამ სურათს ე.წ ჰოდოგრაფი(ნახ. 7) ან ამპლიტუდა-ფაზის მახასიათებელი. მრუდი აგებულია სიბრტყეზე წერტილების მიღებით w სიხშირის გარკვეული მნიშვნელობების მითითებით და გაანგარიშებით u(w) და n(w).
უარყოფითი სიხშირეების შემთხვევაში გრაფიკის მისაღებად აუცილებელია არსებული მახასიათებლის სარკისებური გამოსახულების გაკეთება რეალურ ღერძთან შედარებით.
 |
ბრინჯი. 7. სისტემის მახასიათებელი ჰოდოგრაფი ან ამპლიტუდა-ფაზა
ანალოგიურად, შეგიძლიათ შექმნათ ვექტორის სიგრძის ცალკეული გრაფიკები ა(w) და ბრუნვის კუთხე j(w). შემდეგ ვიღებთ ამპლიტუდა-სიხშირის და ფაზა-სიხშირის მახასიათებლებს.
პრაქტიკაში ხშირად გამოიყენება ლოგარითმული მახასიათებლები. ლოგიკურია ბუნებრივი ლოგარითმის გამოყენება
თუმცა, პრაქტიკაში, ათობითი ლოგარითმები გამოიყენება და მიიღეთ ლოგარითმული ამპლიტუდა-სიხშირე(LACHH) (სურ. 8) და ლოგარითმული ფაზა-სიხშირე(LFCHH) მახასიათებლები(ნახ. 9).
ბრინჯი. 9. LFFC სისტემის მაგალითი
ლოგარითმული ფაზა-სიხშირის მახასიათებლის გაანგარიშებისას გამოიყენება (1).
გრაფიკების აგებისას სიხშირე გამოსახულია აბსცისის ღერძზე ლოგარითმული მასშტაბით. ვინაიდან LFC მნიშვნელობების გაანგარიშებისას, გამონათქვამები იყენებენ დამოკიდებულებებს w-ის ხარისხზე, გრაფიკს აქვს სტანდარტული დახრილობა, რომელიც არის 20 დბ/დეკ-ის ჯერადი. დეკემბერი - ათწლეული, ანუ სიხშირის ცვლილება სიდიდის ბრძანებით.
თეორიულად, წერტილი w = 0 სიხშირის ღერძზე უნდა იყოს მარცხნივ უსასრულობაში, მაგრამ პრაქტიკული გამოთვლებისთვის ორდინატთა ღერძი გადატანილია მარჯვნივ.
ლოგარითმული მახასიათებლები აქვს შემდეგი უპირატესობები:
- მშენებლობის სიმარტივე;
- სისტემის LFC-ის მოპოვების სიმარტივე ბმულების LFC-დან გეომეტრიული მიმატებით;
- ACS-ის ანალიზის სიმარტივე.
კონტროლი კანონები
ეს არის ალგორითმები ან ფუნქციური დამოკიდებულებები, რომელთა მიხედვითაც ყალიბდება საკონტროლო (მარეგულირებელი) ეფექტი.
u(ტ) = ფ(x(ტ), გ(ტ), ვ(ტ)),
სად x(ტ) - შეცდომა;
გ(ტ) – დამდგენი გავლენა;
ვ(ტ) – შემაშფოთებელი გავლენა.
u(ტ) = ფ 1 (x) + ფ 2 (გ) + ფ 3 (ვ),
სად ფ 1 (x) – კონტროლი გადახრით ან შეცდომით;
ფ 2 (გ) და ფ 3 (ვ) – კონტროლი შესაბამისი ზემოქმედების მიხედვით.
როგორც წესი, ხაზოვანი კანონები განიხილება DE-სთან შედარებით.
არსებობს რამდენიმე სტანდარტული კონტროლის კანონი.
1. პროპორციული კონტროლი.
საკონტროლო წრე შეიცავს პროპორციულ (სტატიკური)
ბმული
სტაბილურ მდგომარეობაში:
,
სად კ- მთლიანი სისტემის მოგება;
წ UST – გამომავალი რაოდენობის სტაბილური მნიშვნელობა;
x 0 - მუდმივი შეცდომის მნიშვნელობა.
დახურული მარყუჟის ავტომატური მართვის სისტემისთვის, ჩვენ ვპოულობთ სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის მნიშვნელობას ფორმულის გამოყენებით (3):
სად გ 0 - მუდმივი შეყვანის გავლენა;
x ვ UST - სტაბილური მდგომარეობის შეცდომა დარღვევის გამო.
გამოხატვის ანალიზი აჩვენებს, რომ სტაბილური მდგომარეობის შეცდომა შემცირდა (1 + კ) ჯერ, მაგრამ პრინციპში არ უდრის 0-ს.
2. ინტეგრალური კონტროლი.
ამ შემთხვევაში, არსებობს კავშირი შეცდომასა და მარეგულირებელი (საკონტროლო) მოქმედების ცვლილების სიჩქარეს შორის
;
ACS-ს უნდა ჰქონდეს ინტეგრირებული ბმულები.
სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის მნიშვნელობა ნაპოვნია ფორმულის გამოყენებით (3).
პირველი წევრი უდრის 0-ს, მეორე დამოკიდებულია მრიცხველის მნიშვნელობაზე, ამიტომ გამოვიყენებთ მას გამოსახულებას
.
შემაშფოთებელი გავლენის არარსებობის შემთხვევაში, სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის ჯამური მნიშვნელობა ნულის ტოლია.
სისტემა ასტატიკურია მამოძრავებელი გავლენის თვალსაზრისით ან აქვს პირველი რიგის ასტატიზმი. თუმცა, თუ მიმართვის გავლენა ცვლადია (ცვლილების სიჩქარე არ არის 0-ის ტოლი), მაშინ სტაბილური მდგომარეობის შეცდომას ექნება არა-ნულოვანი მნიშვნელობა.
სიჩქარის შეცდომის აღმოსაფხვრელად აუცილებელია ACS-ში კიდევ ერთი ინტეგრატორის დამატება.
ამ მიდგომას აქვს ნაკლი: თუ ინტეგრატორების დიდი რაოდენობაა, კონტროლის პროცესი შენელდება და იცვლება სისტემის სტაბილურობა.
3. წარმოებული კონტროლი (დიფერენციალური).
კონტროლის პროცესი აღწერილია ურთიერთობებით:
;
.
კონტროლის პროცესი იწყებს მუშაობას მაშინ, როდესაც შეცდომა ჯერ კიდევ 0-ია და მისი წარმოებული განსხვავდება 0-სგან. მდგრად მდგომარეობაში კონტროლის წრე ირღვევა, შესაბამისად, ამ კანონს დამოუკიდებელი მნიშვნელობა არ აქვს. გამოიყენება როგორც დანამატები სხვებისთვის. ის უზრუნველყოფს თვითმავალი იარაღის სწრაფ რეაგირებას გარდამავალ რეჟიმში.
4. იზოდრომული კონტროლი.
შესაძლებელია ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი კანონის ერთდროულად გამოყენება. კონტროლის კანონს ამ შემთხვევაში აქვს ფორმა:
.
ასეთი მენეჯმენტი აერთიანებს ყველა განხილული კანონის უპირატესობას. მაგალითად, წრფივად ცვალებადი შეყვანის მოქმედებით (ნახ. 28), საწყის მომენტში (ნაწილი I) მოქმედებს წარმოებული კონტროლი, მაშინ პროპორციული კონტროლი უფრო დიდ წვლილს შეიტანს დროის მომენტის შემდეგ. ტ 0 (ნაწილი II) არსებითად ინტეგრალური კონტროლი.
 |
ბრინჯი. 28. კონტროლი კანონები თვითმავალ იარაღში
9. მართვის პროცესი და მოთხოვნები
დროში კონტროლის პროცესი განისაზღვრება დახურული მარყუჟის სისტემის დინამიკის დიფერენციალური განტოლების ამოხსნით. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია სისტემის მოთხოვნების განსაზღვრა სამ ძირითად მიმართულებაში.
1. ნებისმიერი გარე გავლენის ქვეშ სისტემის გარკვეულ მდგრად მდგომარეობაში გადასვლის შესაძლებლობის ფუნდამენტური შეფასება. ეს არის სისტემის სტაბილურობის შეფასება.
2. გარდამავალი პროცესის ხარისხის შეფასება.
3. სისტემის სიზუსტის შეფასება მდგრად მდგომარეობაში.
მოდით შევხედოთ თითოეულ ამ პუნქტს.
სტაბილურობის კრიტერიუმები
სტაბილურობის კრიტერიუმები შეიძლება დაიყოს ორ დიდ ჯგუფად.
1. ალგებრული.
2. სიხშირე.
მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ მათ.
ხარისხის მაჩვენებლები
მოთხოვნები კონტროლის პროცესის ხარისხთან დაკავშირებით თითოეულ კონკრეტულ შემთხვევაში შეიძლება იყოს განსხვავებული, მაგრამ, როგორც წესი, ფასდება ერთი ნაბიჯის ეფექტის ქვეშ გარდამავალი პროცესის ბუნება (ნახ. 40).
 |
ბრინჯი. 40. გარდამავალი პროცესის ხარისხის ინდიკატორები
გამოიყენება გადასვლის ხარისხის შემდეგი ინდიკატორები
პროცესი.
1. ტ REG – რეგულირების დრო (გარდამავალი პროცესის ხანგრძლივობა), დრო, რომლის დროსაც, შეყვანის გავლენის გამოყენების მომენტიდან დაწყებული, გამომავალი მნიშვნელობის გადახრა მისი მდგრადი მდგომარეობის მნიშვნელობიდან ხდება ნაკლები წინასწარ განსაზღვრულ მნიშვნელობაზე ∆. ჩვეულებრივ ∆ = 5%. X UST.
2. გადაჭარბება:
.
3. რხევა – გამომავალი მნიშვნელობის სრული რხევების რაოდენობა რეგულირების დროს.
4. მდგრადი ცდომილება არის სხვაობა საორიენტაციო ზემოქმედებასა და გამომავალი რაოდენობის მდგრადი მდგომარეობის მნიშვნელობას შორის.
სოლოდოვნიკოვის მეთოდი
აქ მოცემულია ტიპიური ერთეულის ტრაპეციული რეალური მახასიათებლის კონცეფცია. მისი სიმაღლეა 1, ათვლის სიხშირე (პოზიტიურობის სიხშირე) w p =1 (ნახ. 41).
ბრინჯი. 41. ტიპიური ერთეული ტრაპეციის უძრავი მახასიათებელი
მოცემული ტრაპეციისთვის არის ცხრილები, რომლებიც ეხება გამომავალი რაოდენობას X(ტ) დახრილობის კოეფიციენტიდან c = w a / w p.
მეთოდი შედგება შემდეგი მოქმედებების თანმიმდევრობისგან.
1. აგებულია დახურული მარყუჟის სისტემის სიხშირის გადაცემის ფუნქციის რეალური ნაწილის გრაფიკი.
2. გრაფიკი დაყოფილია ტრაპეციებად. ეს პროცედურა ნაჩვენებია ნახ. 42. ამ მაგალითში სამი ტიპიური ტრაპეცია იქნა მიღებული.
 |
ბრინჯი. 42. რეალური მახასიათებლის გრაფიკის დაყოფა ტრაპეციებად
3. თითოეული ტრაპეციისთვის, გამომავალი პროცესის მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილებში x 1 (ტ), x 2 (ტ), x 3 (ტ).
4. გამომავალი სიგნალის შედეგად მიღებული გრაფიკი გვხვდება გრაფიკების დამატებით x 1 (ტ), x 2 (ტ), x 3 (ტ).
ვინაიდან ცხრილები განკუთვნილია ერთი ტრაპეციისთვის, თითოეული ტრაპეციისთვის გადასვლის პროცესის აგებისას აუცილებელია გამომავალი სიგნალის ნიმუშების რეალურ მნიშვნელობაზე გადასვლის წესები (ფორმულები).
1. სტაბილური მდგომარეობის მნიშვნელობის მიღება პ(0) = x(∞) = x UST.
2. რეალური სიგნალის ამპლიტუდის მიღება
3. დროის მასშტაბის შეცვლა 
.
გარდამავალი პროცესის ხარისხის ინდიკატორები შეიძლება დაახლოებით შეფასდეს დახურული მარყუჟის სისტემის რეალური სიხშირის პასუხიდან, ზემოაღნიშნული გამოთვლების შესრულების გარეშე. ამ მახასიათებლის ყველა ტიპის გრაფიკი წარმოდგენილია ნახ. 43.
 |
ბრინჯი. 43. რეალური მახასიათებლების გრაფიკების ტიპიური ხედი
1 – დამახასიათებელ გრაფიკს აქვს „კეხი“;
2 – არ არის „კეხი“, წარმოებულია და სხვადასხვა მნიშვნელობას იძენს;
3 - არ არის "კეხი" და მცირდება მონოტონურად.
1 გარდამავალი პროცესის შემთხვევაში X(ტ) აქვს გადაჭარბება და მისი ღირებულება 18%-ზე მეტია.
მე-2 შემთხვევაში გარდამავალი პროცესი X(ტ) აქვს გადაჭარბება და მისი მნიშვნელობა 18%-ზე ნაკლებია.
მე-3 შემთხვევაში კონტროლის პროცესი ერთფეროვანია.
გრაფიკიდან შეგიძლიათ დაახლოებით განსაზღვროთ გადასვლის პროცესის დრო
,
სადაც w MF არის მნიშვნელოვანი სიხშირეების დიაპაზონი. დამახასიათებელი რ(ვ) ამ დიაპაზონში აღემატება ე.-ის გარკვეულ დონეს. როგორც წესი, e = 5%.
რხევის ინდექსი
ეს პარამეტრი გამოიყენება სტაბილურობის ზღვრის დასადგენად. ის შეიძლება გამოითვალოს დახურული მარყუჟის სისტემის სიხშირის გადაცემის ფუნქციის მოდულიდან
.
რხევის ინდექსი თანაფარდობის ტოლია 
და ნაჩვენებია ნახ. 44.
 |
ბრინჯი. 44. დახურული მარყუჟის სიხშირის გადაცემის ფუნქციის მოდული
ეს არის რეზონანსული მწვერვალის შედარებითი სიმაღლე. გამოთვლების გასამარტივებლად, ვარაუდობენ, რომ მ(0) = 1. ამ შემთხვევაში მ K = მმაქს.
ფიზიკურად, რხევის მაჩვენებელი არის ACS-ის გამომავალი და შეყვანის სიგნალების მაქსიმალური მნიშვნელობების თანაფარდობა.
რაც უფრო მცირეა ACS-ის სტაბილურობის ზღვარი, მით მეტია სისტემის რხევის ტენდენცია, მით უფრო მაღალია რეზონანსული პიკი. როგორც წესი, რხევის ინდექსი 1.1 ... 1.5 დიაპაზონშია.
მკშეიძლება განისაზღვროს ღია მარყუჟის სისტემის სიხშირეზე პასუხის ტიპის მიხედვით, ღია მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქციის გამოყენებით
.
გაცნობა ვ(ჯღ) რეალურის მეშვეობით უდა წარმოსახვითი ვნაწილები, ჩვენ ვიღებთ:
;
ეს ურთიერთობები აღწერს წრეს და თან– მისი ცენტრის რეალური კოორდინატი; რ- რადიუსი.
კომპლექსურ სიბრტყეზე შეიძლება ავაშენოთ წრეების ოჯახი ამ პარამეტრებით მ. ამ გრაფიკზე გამოსახულია ღია მარყუჟის სისტემის ჰოდოგრაფი (სურ. 45).
ბრინჯი. 46 სიხშირის გადაცემის ფუნქციის მოდულის გრაფიკის დახატვა
დახურული სისტემა
ზოგჯერ საკმარისია მაქსიმალური მნიშვნელობის განსაზღვრა მ MAX (შესაბამისი წრის AFC-ზე შეხებით).
შესაძლებელია შებრუნებული პრობლემის გადაჭრა: მითითებულია ინდიკატორის დასაშვები მნიშვნელობა მდამატებითი სისტემა შესაბამისად უნდა იყოს შემუშავებული.
ამ პირობის შესასრულებლად საჭიროა უზრუნველყოს, რომ თვითმავალი იარაღის ჰოდოგრაფი არ შევიდეს მოცემული მნიშვნელობის მქონე წრით შემოზღუდულ ზონაში. მ(სურ. 47).
 |
ბრინჯი. 47. ACS პარამეტრების მისაღები ზონა რხევის ინდექსის მიხედვით
ხაზოვანი თვითმავალი იარაღის სინთეზი
ავტომატური მართვის სისტემების სინთეზირების მეთოდები
ACS დიზაინის ძირითადი მიზნებია სისტემის სტაბილურობის უზრუნველყოფა და გარდამავალი პროცესის საჭირო ხარისხის უზრუნველყოფა.
ამ მიზნების მისაღწევად ორი გზა არსებობს.
1. სისტემის პარამეტრების შეცვლა, ანუ ბმულების პარამეტრების შეცვლა (გაძლიერება, დროის მუდმივი). ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს მიდგომა არ იწვევს სასურველ შედეგს.
2. სისტემის სტრუქტურის შეცვლა. ჩვეულებრივ, ეს არის დამატებითი მოწყობილობების ან ბლოკების (მაკორექტირებელი მოწყობილობების) დანერგვა.
მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ მეორე მიდგომას.
ACS თეორიაში არსებობს 4 ტიპის მაკორექტირებელი მოწყობილობა.
1. თანმიმდევრული კორექტირების მოწყობილობები (კორექტირების ფილტრები).
2. პარალელური მაკორექტირებელი მოწყობილობები, როგორც წესი, ადგილობრივი უკუკავშირის სახით.
3. გარე ზემოქმედების მაკორექტირებელი მოწყობილობები.
4. არაერთეული ძირითადი უკუკავშირი.
ვარჯიში
თქვენ უნდა გააკეთოთ შემდეგი:
1. აღწერეთ სისტემის მუშაობა.
2. სისტემის ელემენტების გადაცემის ფუნქციების განსაზღვრა.
3. სისტემის ბლოკ-სქემის შედგენა.
4. ღია მარყუჟის ლოგარითმული მახასიათებლების აგება
სისტემები.
5. განსაზღვრეთ სტაბილურობისა და სტაბილურობის ზღვარი ამპლიტუდაში და ფაზაში.
6. ჰურვიცის კრიტერიუმის გამოყენებით განსაზღვრეთ სისტემის ხარისხის ფაქტორის კრიტიკული მნიშვნელობა უკუკავშირის გარეშე.
7. მაღალსიჩქარიანი უკუკავშირის დანერგვა.
8. იპოვეთ სისტემის სტაბილურობისთვის საჭირო სიჩქარის უკუკავშირის კოეფიციენტის მინიმალური მნიშვნელობა.
9. იპოვეთ მაღალი სიჩქარის უკუკავშირის კოეფიციენტის ოპტიმალური მნიშვნელობა, რომელიც აუცილებელია სისტემის გარდამავალი პროცესის ხარისხის მაჩვენებლების უზრუნველსაყოფად.
თვითმავალი თოფების ორიგინალური სქემა (სურ. 59):
 |
ბრინჯი. 59. საწყისი სისტემის დიაგრამა
სადაც SP არის selsyn წყვილი;
R – გადაცემათა კოლოფი;
D – ძრავა;
OU – საკონტროლო ობიექტი;
U – გამაძლიერებელი;
KO – ბრძანების ღერძი;
IO – აღმასრულებელი ღერძი;
α – selsyn სენსორის ბრუნვის კუთხე – ეს არის ბრძანების მოქმედება;
β – ძრავის ბრუნვის კუთხე;
γ – გადაცემათა კოლოფის ბრუნვის კუთხე – ეს არის აღმასრულებელი მოქმედება;
უ 1 – SP გამომავალი სიგნალი;
უ 2 – გამომავალი სიგნალი U;
SPG პარამეტრები:
უ MAX – მაქსიმალური ძაბვა სელსინის ტრანსფორმატორის გამოსავალზე;
კ U – მომატება U;
თ U – დროის მუდმივი U;
უУ – ნომინალური ძაბვა ძრავის მართვის გრაგნილზე;
ნ XX – რევოლუციების რაოდენობა წუთში ძრავის უმოქმედო სიჩქარეზე და ძრავის ნომინალური ძაბვის დროს;
თ D – დროის მუდმივი D;
მე- გადაცემათა კოეფიციენტი;
ს TG – ტაქოგენერატორის გამომავალი მახასიათებლის დახრილობა;
ტ REG – რეგულირების დრო;
s – გადაჭარბების მნიშვნელობა;
ნ– გამომავალი სიგნალის სრული რხევების რაოდენობა.
საწყისი მონაცემები:
კ Y = 900;
თ Y = 0,01 წმ;
თ D = 0,052 წმ;
მე= 1.2 × 10 3;
უ MAX = 5 ვ;
უ U = 30 ვ;
ნ XX = 10000 ბრ/წთ;
ს TG = 0.001 V × s/rad;
ტ REG £ 1s;
ნ = 1,5.
სისტემის მუშაობის აღწერა
ამოცანაში მოცემული სისტემის სქემიდან ირკვევა (იხ. სურ. 59), რომ მთავარი მოწყობილობა არის ბრძანების ღერძი, რომელიც ბრუნავს სინქრონიზებული სენსორის მიერ თვითნებური კანონის მიხედვით α = α( ტ). ბრუნვის კუთხის იგივე კანონი დროში α( ტ) = γ( ტ) ავტომატურად უნდა იყოს რეპროდუცირებული სისტემის გამოსავალზე, ანუ საკონტროლო ობიექტზე და აღმასრულებელ ღერძზე. თუ ბრძანებისა და მართვის ღერძის ბრუნვის კუთხეები არ არის ტოლი, (α( ტ) ¹ γ( ტ)), შემდეგ სინქრონი წყვილის გამოსავალზე ჩნდება შეუსაბამობის ძაბვა უ 1 . მაგნიტუდა უ 1 დამოკიდებულია სარდლობისა და აღმასრულებელი ღერძების ბრუნვის კუთხეების სიდიდეზე. Ვოლტაჟი უ 1 მიეწოდება გამაძლიერებლის შესასვლელს, რომლის გამომავალზე ჩნდება ძაბვა უ 2, მიეწოდება ძრავის მართვის გრაგნილს. ამის შედეგად, ძრავის როტორი იწყებს ბრუნვას შეუსაბამობის შეცდომის (θ = α – γ) შემცირების მიმართულებით, სანამ არ მოხდება ორი ღერძის კოორდინაცია. ანუ, ძრავის როტორის ბრუნვა გადაცემათა კოლოფში ადგენს ახალ კანონს აღმასრულებელი ღერძის ბრუნვის კუთხისთვის. ძრავის როტორი ბრუნავს მანამ, სანამ არასწორი განლაგების შეცდომა ნულამდე შემცირდება, რის შემდეგაც ის შეჩერდება. ამრიგად, სისტემა დაფარულია უარყოფითი გამოხმაურებით.
შემთხვევითი პროცესები ავტომატური მართვის სისტემებში
Ძირითადი ცნებები
ზემოთ, ჩვენ შევისწავლეთ ACS-ის მუშაობის პროცესები, როდესაც დეტერმინისტული სიგნალები მიიღება მის შეყვანაში.
ხშირ შემთხვევაში, შეყვანის სიგნალმა შეიძლება მიიღოს შემთხვევითი მნიშვნელობები. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია მხოლოდ სავარაუდო მახასიათებლების შეფასება.
შემთხვევითი ეფექტის მაგალითი: დოპლერის სიჩქარის მრიცხველის თვალთვალის სისტემა. ACS პროცესების სპექტრული მახასიათებლები ამ შემთხვევაში წარმოდგენილია ნახ. 66.
დოპლერის სიხშირე W დამოკიდებულია არა მხოლოდ ობიექტის სიჩქარეზე, არამედ სხივის დაცემის კუთხეზე და ზედაპირის ტიპზე და, შესაბამისად, შემთხვევითია. ამ შემთხვევაში მიღებული სიგნალის სპექტრულ მახასიათებელს აქვს ამპლიტუდა ს W და სიგანე Dw, იცვლება შემთხვევით.
 |
ბრინჯი. 66. შემთხვევითი ACS პროცესების სპექტრული მახასიათებლები
w 0 – ემიტირებული სიხშირე;
w П – მიღებული სიხშირე;
Dw - სპექტრის სიგანე.
მინიმალური შეცდომის გამოთვლები
თუ სისტემაზე ერთდროულად მოქმედებს სასარგებლო სიგნალი და ჩარევა, მაშინ სისტემის ოპტიმალური გაანგარიშების პრობლემა შეიძლება გადაიჭრას, რათა უზრუნველყოფილ იქნას სისტემის უმცირესი შედეგი.
კრიტერიუმი არის სისტემის შეცდომის მინიმალური მნიშვნელობა, რომელიც განისაზღვრება სიგნალით და ხმაურით. შემთხვევითი პროცესებისთვის, ჩვეულებრივ შემოიფარგლება საშუალო კვადრატული შეცდომის შეფასებით. აუცილებელია სიგნალის და ხმაურის ერთდროული მოქმედებით საშუალო კვადრატული ცდომილების მინიმუმის უზრუნველყოფა.
კრიტერიუმი ასე გამოიყურება:
.
შეცდომის არასასურველობა მისი სიდიდის კვადრატის პროპორციულია.
ამ პრობლემის ორი შესაძლო ფორმულირება არსებობს.
1. არსებობს მოცემული სტრუქტურის ავტომატური მართვის სისტემა. აუცილებელია მისი პარამეტრების შერჩევა ისე, რომ უზრუნველყოფილი იყოს მინიმალური სტანდარტული გადახრა სიგნალისა და შეცდომის მოცემული სტატისტიკური პარამეტრებისთვის.
გამოსავალი მოიძებნება შემდეგნაირად: შეცდომის სპექტრული სიმკვრივის ცოდნა თეორიულად არის ნაპოვნი დისპერსიისა და სტანდარტული გადახრის გამოსათვლელი გამოხატულება. ეს გამოხატულება დამოკიდებულია სისტემის პარამეტრებზე, სასურველ სიგნალზე და ჩარევაზე. მოძებნილია პირობები სისტემის პარამეტრებისთვის მინიმალური დისპერსიის უზრუნველსაყოფად. მარტივ შემთხვევებში, თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ცნობილი მეთოდები ფუნქციის უკიდურესობის მოსაძებნად ნაწილობრივი წარმოებულების ნულამდე დიფერენცირებით და გათანაბრებით.
2. დასმულია კითხვა სისტემის ოპტიმალური სტრუქტურისა და ბმულების პარამეტრების პოვნის შესახებ სასარგებლო სიგნალისა და ჩარევის სავარაუდო სავარაუდო მახასიათებლების თეორიულად მინიმალური საშუალო კვადრატული ცდომილების მისაღებად.
გამოსავალი ასეთია: ნაპოვნია დახურული მარყუჟის სისტემის თეორიული გადაცემის ფუნქცია და მისკენ ისწრაფვიან დიზაინის დროს. შესაძლებელია, რომ ავტომატური მართვის სისტემის დანერგვა ასეთი ოპტიმალური გადაცემის ფუნქციით სავსე იყოს მნიშვნელოვანი სირთულეებით.
არაწრფივი თვითმავალი იარაღი
არაწრფივი ავტომატური მართვის სისტემების (NSAC) ანალიზი საკმაოდ რთული ამოცანაა. მისი გადაჭრისას, ისინი ცდილობენ შეამცირონ ასეთი ACS ხაზოვანზე გარკვეული დაშვებებითა და შეზღუდვებით.
ასეთ სისტემებს მიეკუთვნება ისეთები, რომლებშიც არის მინიმუმ ერთი ბმული აღწერილი არაწრფივი დიფერენციალური განტოლებებით.
არაწრფივი ბმულები შეიძლება იყოს შემდეგი ტიპის:
რელეს ტიპი;
ცალმხრივი ხაზოვანი მახასიათებლით;
ნებისმიერი ფორმის მრუდი მახასიათებლით;
არსებობს პროდუქტი და ცვლადების სხვა კომბინაციები;
არაწრფივი ბმული დაგვიანებით;
იმპულსური ბმული;
ლოგიკური;
აღწერილია ცალმხრივი წრფივი დიფერენციალური განტოლებით.
არაწრფივობა შეიძლება იყოს სტატიკური და დინამიური. სტატიკური აღწერილია არაწრფივი სტატიკური მახასიათებლებით, ხოლო დინამიური არაწრფივი დიფერენციალური განტოლებებით.
ფაზის სივრცე
არაწრფივი ავტომატური მართვის სისტემების პროცესების ვიზუალური წარმოდგენისთვის შემოტანილია „ფაზის სივრცის“ კონცეფცია, რომელიც შემდეგია.
დახურული მარყუჟის სისტემის დიფერენციალური განტოლება ნ th რიგი ჩანაცვლებულია პირველი რიგის დიფერენციალური განტოლებების სისტემით.
,
სად x 1 – გამომავალი ღირებულება;
x 2 – x n– დამხმარე ცვლადები;
ვ, გ- შეყვანის გავლენები (შემაშფოთებელი და სამაგისტრო);
x 10 = x 1 (ტ = 0), x 20 = x 2 (ტ= 0) ... – საწყისი პირობები.
ეს დიფერენციალური განტოლებები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს გეომეტრიულად ნ- განზომილებიანი სივრცე. მაგალითად, როდის ნ= 3 (ნახ. 75).
 |
ბრინჯი. 75. სამგანზომილებიანი ფაზის სივრცე
რეალურ საკონტროლო პროცესში დროის ყოველ მომენტში რაოდენობები x 1 , x 2 , x 3-ს აქვს ძალიან კონკრეტული მნიშვნელობა. ეს შეესაბამება წერტილის ძალიან კონკრეტულ პოზიციას მკოსმოსში. Წერტილი მწარმომადგენლობას უწოდებენ. დროთა განმავლობაში ღირებულებები x 1 , x 2 , x 3 ცვლილება, პერიოდი მმოძრაობს გარკვეული ტრაექტორიის გასწვრივ, აჩვენებს ე.წ ფაზის ტრაექტორიას. აქედან გამომდინარე, წერტილის ტრაექტორია მშეიძლება გახდეს კონტროლის პროცესში ავტომატური მართვის სისტემის დინამიური ქცევის ნათელი გეომეტრიული ილუსტრაცია.
განვიხილოთ ზოგიერთი ხაზოვანი თვითმავალი იარაღის ფაზური ტრაექტორიების მაგალითი. მოდით ისინი აღწერილი იყოს განტოლებით 
. დისტანციური მართვის პარამეტრებიდან გამომდინარე, შესაძლებელია რამდენიმე შემთხვევა. ზოგიერთი მათგანი ნაჩვენებია ნახ. 76.
ბრინჯი. 76a შეესაბამება კომპლექსურ ფესვებს უარყოფითი რეალური ნაწილით (დასუსტებული გადასვლის პროცესის არსებობა), შემთხვევა ნახ. 76b გვიჩვენებს აპერიოდული დამთრგუნველი პროცესის ფაზურ ტრაექტორიას დამახასიათებელი განტოლების უარყოფითი რეალური ფესვებით.
DE არის გამოსახულებები წარმომადგენლობითი წერტილის სიჩქარის პროგნოზებისთვის მკოორდინატთა ღერძზე. ამრიგად, განტოლებების მარჯვენა მხარის მნიშვნელობებზე დაყრდნობით დროის თითოეულ მომენტში, შეიძლება ვიმსჯელოთ წერტილის მოძრაობაზე. მდა, შესაბამისად, რეალური NSAU-ს ქცევის შესახებ კონტროლის პროცესში.
ფაზის ტრაექტორია NSAU-ს თვისებრივი მახასიათებელია. გამომავალი სიგნალების რაოდენობრივი მნიშვნელობების დასადგენად, აუცილებელია დიფერენციალური განტოლებების ამოხსნა თითოეულ წერტილში.
თუ დიფერენციალური განტოლებები შედგენილია გამომავალი სიგნალის სტაბილური მდგომარეობის მნიშვნელობებისგან გადახრებისთვის, მაშინ სტაბილური სისტემისთვის ფაზის მრუდი მიისწრაფვის საწყისისკენ.
 |
ა)
ბრინჯი. 76. ფაზის ტრაექტორიების მაგალითები
ლიაპუნოვის სტაბილურობა
ტიპიური დინამიური ბმულები და მათი მახასიათებლები
დინამიური ბმული სისტემის ელემენტს, რომელსაც აქვს გარკვეული დინამიური თვისებები ეწოდება.
ნებისმიერი სისტემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ტიპიური ელემენტარული ბმულების შეზღუდული ნაკრები, რომელიც შეიძლება იყოს ნებისმიერი ხასიათის, დიზაინისა და დანიშნულების. ნებისმიერი სისტემის გადაცემის ფუნქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც წილადი რაციონალური ფუნქცია:
(1)ამრიგად, ნებისმიერი სისტემის გადაცემის ფუნქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მარტივი ფაქტორების და მარტივი წილადების პროდუქტი. ბმულებს, რომელთა გადაცემის ფუნქციები მარტივი ფაქტორების ან მარტივი წილადების სახითაა, სტანდარტულ ან ელემენტარულ ბმულებს უწოდებენ. ტიპიური ბმულები განსხვავდება მათი გადაცემის ფუნქციის ტიპით, რაც განსაზღვრავს მათ სტატიკური და დინამიური თვისებებს.
როგორც დაშლიდან ჩანს, შემდეგი ბმულები შეიძლება გამოიყოს:
1. გამაგრება (ინერციისგან თავისუფალი).
2. დიფერენცირებადი.
3. 1-ლი რიგის იძულებითი ბმული.
4. მე-2 რიგის იძულებითი ბმული.
5. ინტეგრირება.
6. აპერიოდული (ინერციული).
7. ოსცილაციური.
8. ჩამორჩენილი.
ავტომატური მართვის სისტემების შესწავლისას იგი წარმოდგენილია ელემენტების ერთობლიობად არა მათი ფუნქციური დანიშნულების ან ფიზიკური ბუნების, არამედ მათი დინამიური თვისებების მიხედვით. კონტროლის სისტემების ასაშენებლად, თქვენ უნდა იცოდეთ ტიპიური ერთეულების მახასიათებლები. ბმულების ძირითადი მახასიათებლებია დიფერენციალური განტოლება და გადაცემის ფუნქცია.
განვიხილოთ ძირითადი ბმულები და მათი მახასიათებლები.
გამაძლიერებელი ბმული(ინერციისგან თავისუფალი, პროპორციული). გამაძლიერებელი ბმული არის ბმული, რომელიც აღწერილია განტოლებით:
ან გადაცემის ფუნქცია:
(3)ამ შემთხვევაში გამაძლიერებელი რგოლის გარდამავალ ფუნქციას (ნახ. 1ა) და მისი წონის ფუნქციას (ნახ. 1ბ) შესაბამისად აქვთ ფორმა:
ბმულის სიხშირის მახასიათებლები (ნახ. 2) შეიძლება მივიღოთ მისი გადაცემის ფუნქციიდან, ხოლო AFC, AFC და PFC განისაზღვრება შემდეგი ურთიერთობებით:
.
გამაძლიერებლის მონაკვეთის ლოგარითმული სიხშირის პასუხი (ნახ. 3) განისაზღვრება მიმართებით
.ლინკების მაგალითები:
1. გამაძლიერებლები, მაგალითად, DC (ნახ. 4a).
2. პოტენციომეტრი (ნახ. 4ბ).
3. გადაცემათა კოლოფი (სურ. 5).
ბმულის ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლები (ნახ. 8) განისაზღვრება ფორმულით
ეს არის ასიმპტომური ლოგარითმული მახასიათებლები, ჭეშმარიტი მახასიათებელი ემთხვევა მას მაღალი და დაბალი სიხშირის რეგიონში და მაქსიმალური შეცდომა იქნება კონიუგატური სიხშირის შესაბამის წერტილში და უდრის დაახლოებით 3 დბ. პრაქტიკაში ჩვეულებრივ გამოიყენება ასიმპტომური მახასიათებლები. მათი მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ სისტემის პარამეტრების შეცვლისას ( კდა თ) მახასიათებლები მოძრაობს საკუთარი თავის პარალელურად.
ლინკების მაგალითები:
1. აპერიოდული ბმული შეიძლება განხორციელდეს ოპერაციული გამაძლიერებლების გამოყენებით (ნახ. 9).
ÆÆ