시스템 블록 다이어그램 일관되지 않은 규제 2차원 객체의 형식은 다음과 같습니다.
제어 오류
제어 동작
측정된 통제량
전달 기능이 있는 메인 채널의 측정되지 않은 출력 및
전달 기능을 갖춘 조정기 및
메인 및 크로스 채널 컨트롤러의 개별 전송 기능을 사용하여 연결이 끊긴 제어 시스템을 설명합니다.
시스템(2.0)을 치환하여 변환하여 시스템의 출력과 입력 간의 연결 방정식을 얻습니다.
(2.2)
첫 번째 방정식에서는 두 번째 방정식의 우변을 다음과 같이 대체합니다.
(2.3)
마찬가지로 첫 번째 방정식의 우변 대신 두 번째 방정식에 대입하면 및 에 대한 출력의 의존성을 얻을 수 있습니다.
방정식 (2.3)에서 각 제어 변수는 시스템의 첫 번째 입력과 시스템의 두 번째 입력 모두에 의존한다는 것이 분명합니다. 이 경우 분리된 시스템의 안정성이 감소한다는 것을 보여드리겠습니다. 이를 위해 우리는 메인 채널과 교차 채널을 따른 물체의 전달 함수가 서로 같고 조정기의 전달 함수가 서로 같다고 가정합니다.
그러면 방정식 (2.3)은 다음과 같은 형식을 취합니다.
(2.4)
객체에 교차 연결이 없으면 출력 값은 다음 표현식에 따라 작업에만 의존합니다.
Nyquist 기준에 따라 폐루프 단일 루프 시스템이 안정적이려면(개루프 시스템이 안정적인 경우) 개방 루프 시스템의 AFC 호도그래프가 해당 지점을 커버하지 않아야 합니다. 좌표로 . 이를 기반으로 단절된 제어 시스템에서 0과 같게 취하면, 이 기준임계점의 좌표가 이라는 점만 다를 뿐 동일합니다. 따라서 일관되지 않은 규제 시스템에서는 안정적인 규제 영역이 좁아져 시스템의 안정성이 떨어지고 전환 과정의 질이 악화됩니다. 비결합 제어 시스템에서 컨트롤러의 최적 설정을 계산할 때 내부 교차 결합이 고려되지 않으면 시스템이 불안정해질 수 있습니다. 내부 연결이 있는 경우 연결이 끊긴 제어 시스템의 안정성을 유지하려면 개방 루프 시스템의 AFC hodograph가 수행할 수 있을 만큼 교차 연결이 없는 경우 조정기의 이득 계수에 비해 이득을 줄여야 합니다. 좌표로 점을 덮지 마십시오.
분명히 이는 컨트롤러 게인을 크게 증가시켜 달성할 수 있습니다. 레귤레이터의 속도가 빨라져 규제 품질이 급격히 저하됩니다. 따라서 강력한 내부 연결을 통해 얻을 수있는 기회 고품질규제는 관련 없는 규제기관의 구조와 설정을 조정하는 것이 아니라 '디커플링'을 통해 추구해야 한다. 내부 커뮤니케이션크로스 채널을 통해. 저것들. 시스템 자체의 구조를 변경해야 합니다. 교차 연결을 약화시키거나 완전히 "해제"하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
1. 관련이 없거나 약하게 관련된 매개변수를 제어량으로 선택합니다.
2. ASR에 규제 기관 간의 추가 외부 보상 링크를 도입하여 링크 규제 시스템 생성
분리된 규제 시스템은 일관성 있는 규제 시스템보다 더 간단하고, 더 안정적이며, 저렴합니다. 통신 제어 시스템이 기술적으로 불가능한 경우에도 가능합니다. 그러나 이는 교란에 취약하고 주 채널과 교차 채널을 통해 확산되므로 규제 품질이 저하될 수 있습니다. 최선의 선택, 안정성 상실. 일관되지 않은 제어 시스템의 장점으로 인해 우리는 만족스러운 규제 품질을 유지하면서 상호 연결된 제어 수량을 가진 대상에 적용 범위를 확장하는 방법을 찾게 됩니다. 두 개의 제어 수량 사이의 연결 정도는 메인 채널과 교차 채널을 따라 물체의 전달 함수를 사용하여 결정할 수 있습니다. 첫 번째 메인 채널을 따른 통신 정도는 두 번째 메인 채널의 전달 함수에 대한 전달 함수의 비율과 같습니다. 두 번째 교차 채널을 따른 통신 정도는 이 채널의 전달 함수 대 첫 번째 주 채널의 전달 함수의 비율과 같습니다. 통제변수 간의 일반적인 연결 정도: . 전체 연결 정도의 크기에 따라 다음 제어 옵션 중 하나를 권장할 수 있습니다.
이러한 조정기 연결을 통해 채널이 주요 채널이 되고 전반적인 연결 정도가 새로운 값으로 특징지어집니다. 값의 전체 결합 정도가 1보다 작은 것으로 밝혀지면 비결합 제어 시스템을 적용할 수 있습니다.
3. 이 비율에서는 연결 정도가 상당하여 연결이 끊어진 제어 시스템의 안정성이 크게 저하될 수 있습니다. 이 경우 자동 제어 시스템의 내부 연결을 제거하거나 크게 약화시킬 필요가 있습니다.
4. 수량 조절이 다른 경우 교차 연결이 있는 경우 수량 조절을 "풀기"가 가능합니다. 동적 특성예를 들어 압력 조절기는 일반적으로 더 높은 주파수에서 작동하는 반면 온도 조절기는 서로에 대한 약한 상호 영향을 결정합니다.
연결이 끊긴 제어 시스템을 설정하는 접근 방식은 다음과 같습니다.
1. 단일 회로 시스템의 설정;
2. 주 채널과 전환 채널의 영향을 고려하여 연결이 끊긴 제어 시스템에서 조정기를 동시에 최적화합니다.
첫 번째 접근 방식은 메인 채널과 해당 조정기의 모델을 사용합니다. 이로부터 단일 회로 제어 시스템이 컴파일되어 해당 조정기가 수치 방법 중 하나를 사용하여 조정됩니다. 조정기 설정에 대한 이러한 접근 방식의 장점은 단순성과 빠른 속도입니다.
객체의 출력 ( 및 )과 시스템의 입력 ( 및 ) (2.3), (2.4) 사이의 관계에 대한 방정식 시스템에서 제어된 양은 메인 채널의 동적 특성에만 의존하는 것이 아니라 컨트롤러뿐만 아니라 두 번째 메인 채널, 교차 채널 및 두 번째 레귤레이터의 동적 속성에도 영향을 미칩니다. 매개변수는 비슷합니다. 따라서 시스템의 제어 부분은 해당 메인 채널의 동적 특성뿐만 아니라 교차 채널의 동적 영향도 고려하여 구성되어야 합니다. 따라서 조정기 조정에 대한 이러한 접근 방식의 단점은 결과 조정 매개변수가 최적이 아니라는 점입니다.
두 번째 접근 방식을 고려해 보겠습니다. 연결이 끊긴 제어 시스템의 과도 프로세스 계산은 다음 유한 차분 방정식 시스템을 사용하여 수행됩니다.
, 여기서 중량 계수는 다음 조건:
최적화 기준으로 사용되는 해당 시스템 출력에 대한 품질 지표입니다. 규제가 가장 중요한 출력의 품질 표시기에 더 큰 가중치가 할당됩니다.
컨볼루션을 사용하면 최적화 문제는 다음과 같이 구성됩니다. 
. 수치 최적화 방법으로 그래디언트 방법을 사용하는 경우 최적화 알고리즘(알고리즘 다이어그램)은 단일 루프 시스템과 동일합니다. 차이점은 전이 과정을 계산할 때 방정식 시스템(3.0)과 초기 조건(3.1)이 사용된다는 것입니다. 최적 설정을 사용하여 기준의 부분 도함수를 계산할 때 위에서 설명한 두 가지 접근 방식 중 하나를 사용할 수 있습니다(준 분석적 반복 종속성을 사용하거나 사용하지 않음). 유한차분 방정식을 사용할 때 두 컨트롤러의 모든 설정에 대해 시스템(3.0)의 모든 방정식의 편도함수를 구해야 합니다. 결과로 생성된 유한차분 방정식의 수치값을 계산하기 위한 초기 조건은 유사하게 설정되어야 합니다. 초기 조건 (3.1).
강의에서 다루는 문제:
1. 관련 없는 규제의 ASR에서 직접 연결과 교차 연결의 역학이 평등하면 어떤 결과가 발생합니까?
2. 분리된 제어 루프에서는 어떤 작동 주파수를 갖는 것이 바람직합니까?
3. 연결성의 복잡한 계수는 무엇입니까?
4. 자율성의 원칙.
5. 대략적인 자율성 조건.
여러 개의 입력과 출력이 상호 연결된 개체를 다중 연결 개체라고 합니다.
다중 연결된 물체의 동역학은 미분 방정식 시스템으로 설명되고 전달 함수 행렬로 라플라스 변환된 형식으로 설명됩니다.
다중 연결된 객체를 자동화하는 데는 두 가지 접근 방식이 있습니다. 단일 루프 ACP를 사용하여 개별 좌표를 연결하지 않고 제어하는 것입니다. 물체의 내부 교차 연결이 개별 제어 루프 간의 외부 동적 연결에 의해 보상되는 다중 루프 시스템을 사용한 결합 조절입니다.
그림 1 - 관련 없는 규제의 블록 다이어그램
약한 교차 결합의 경우 주 제어 채널을 고려하여 기존 단일 회로 ACS와 마찬가지로 분리된 조정기의 계산이 수행됩니다.
가교가 충분히 강하면 시스템의 안정성 마진이 계산된 것보다 낮아질 수 있으며, 이로 인해 규제 품질이 저하되거나 안정성이 저하될 수도 있습니다.
객체와 컨트롤러 사이의 모든 연결을 고려하기 위해 다음과 같은 형식의 해당 객체에 대한 표현식을 찾을 수 있습니다.
W1e(p) = W11(p) + W12(p)*R2(p)*W21(p) / . (1)
이는 제어기 R 1 (p)에 대한 표현식이며, 제어기 R 2 (p)에 대한 유사한 표현식입니다.
두 회로의 작동 주파수가 서로 매우 다른 경우 상호 영향은 미미합니다.
가장 큰 위험은 모든 전달 함수가 서로 동일한 경우입니다.
W11(p) = W22(p) = W12(p) = W21(p). (2)
이 경우 P-레귤레이터의 설정은 단일 회로 ACP보다 2배 적습니다.
제어 루프의 상호 영향을 정성적으로 평가하기 위해 복잡한 연결 계수가 사용됩니다.
K St(Θ) = W 12(Θ)*W 21(Θ) / W 11(Θ)*W 22(Θ). (3)
이는 일반적으로 제로 주파수와 두 레귤레이터의 작동 주파수에서 계산됩니다.
연결된 규제 시스템을 구축하는 기본은 자율성의 원칙입니다. 두 개의 입력과 출력이 있는 객체와 관련하여 자율성의 개념은 두 개의 폐쇄 제어 시스템이 작동하는 동안 출력 좌표 U 1 및 U 2의 상호 독립을 의미합니다.
기본적으로 자율성 조건은 두 가지 불변 조건, 즉 두 번째 컨트롤러 X P 2 의 신호에 대한 첫 번째 출력 Y 1 의 불변성과 첫 번째 컨트롤러 X P 1 의 신호에 대한 두 번째 출력 Y 2 의 불변성으로 구성됩니다. :
y1(t,xP2)=0; y2(t,xP1)=0; "t, x P1 , x P2 . (4)
이 경우 X P 1 신호는 Y 2에 대한 외란으로 간주되고, X P 2 신호는 Y 1에 대한 외란으로 간주될 수 있습니다. 그런 다음 교차 채널은 교란 채널의 역할을 합니다(그림 1.11.1 및 그림 1.11.2). 이러한 외란을 보상하기 위해 전달 함수 R 12(p) 및 R 21(p)을 갖는 동적 장치가 제어 시스템에 도입되고, 여기서 신호는 해당 제어 채널 또는 컨트롤러 입력으로 전송됩니다.
불변 ACP와 유사하게 자율성 조건에서 결정된 보상기 R 12(p) 및 R 21(p)의 전달 함수는 객체의 직접 및 교차 채널의 전달 함수에 따라 달라지며 다음과 같습니다. :
; 
, (5)
; 
. (6)
불변 ASR과 마찬가지로 자율 제어 시스템 구축에 있어서 중요한 역할은 물리적 실현 가능성과 기술적 구현대략적인 자율성.
해당 조정기의 작동 주파수를 고려하여 실제 보상기에 대한 대략적인 자율성 조건이 작성되었습니다.
w=0에서; w=wP2, (7)
w=0에서; w=w P1 . (8)
(a) – 첫 번째 제어 루프에서 두 번째 조절기의 영향 보상
(b) – 두 번째 제어 루프에서 첫 번째 조절기의 영향 보상
그림 2 - 블록 다이어그램 자율 자동화 제어 시스템
그림 3 - 블록 다이어그램 자율 시스템두 좌표의 규제
안에 화학 기술가장 복잡한 다중 연결 개체 중 하나는 정류 프로세스입니다. 가장 간단한 경우(이성분 혼합물을 분리하는 경우)에도 증류탑에서 여러 개의 상호 연결된 좌표를 식별할 수 있습니다. 예를 들어, 컬럼 하부의 공정을 조절하려면 액상과 구성 요소 중 하나의 물질 균형을 특징짓는 두 가지 이상의 기술 매개변수를 안정화해야 합니다.
자제력에 관한 질문:
1. 자동화의 정의 및 임무.
2. 현대 자동화 공정 제어 시스템 및 개발 단계.
3. 관리 및 규제 업무.
4. 기본 기술적 수단오토메이션.
5. 제어 대상, 주요 변수 그룹으로서의 기술 프로세스.
6. 분석 기술적 과정통제의 대상으로.
7. 기술 프로세스의 분류.
8. 시스템 분류 자동 조절.
9. 제어 기능 자동 시스템.
10. 통제량 및 통제 영향의 선택.
11. 제어 채널의 정적 및 동적 분석.
12. 입력 영향 분석, 제어 수량 선택.
13. 기술 장비의 자동화 수준 결정.
14. 제어 개체 및 해당 주요 속성.
15. 개방 루프 제어 시스템. 장점, 단점, 범위, 블록 다이어그램.
16. 폐쇄 제어 시스템. 장점, 단점, 범위, 블록 다이어그램 및 사용 예.
17. 결합 시스템규제. 장점, 단점, 범위, 블록 다이어그램 및 사용 예.
18. 자동 제어 시스템의 불변성 이론.
19. 결합 ACP.
20. 일반적인 보상기.
21. 보상기 계산.
22. 근사불변의 조건은 무엇입니까?
23. 부분 불변 조건 하에서 보상기는 어떤 주파수에서 계산됩니까?
24. 불변 ATS의 물리적 실현 가능성 조건.
25. 캐스케이드 제어 시스템.
26. 캐스케이드 ACS에서 동등한 객체는 무엇입니까?
27. 캐스케이드 자동 제어 시스템의 효율성을 설명하는 것은 무엇입니까?
28. 캐스케이드 자동 제어 시스템을 계산하는 방법.
29. 중간 지점의 미분을 기반으로 한 추가 임펄스가 있는 ASR.
30. 파생 상품에 추가 충격을 가하는 ASR의 적용 범위.
31. 미분을 기반으로 한 추가 임펄스를 사용한 ASR 계산.
32. 상호 연결된 규제 시스템. 분리된 규제 시스템.
33. 관련 없는 규제의 ASR에서 직접 연결과 교차 연결의 역학이 평등하면 어떤 결과가 발생합니까?
34. 분리된 제어 루프에서는 어떤 작동 주파수를 갖는 것이 바람직합니까?
35. 연결성의 복잡한 계수는 무엇입니까?
36. 관련 규제 시스템. 자율 ACP.
37. 자율성의 원칙.
38. 대략적인 자율성의 조건.
연계 규제 시스템 구축의 기본은 자율성의 원칙.두 개의 입력과 출력을 갖는 객체와 관련하여 자율성이라는 개념은 출력 좌표의 상호 독립성을 의미합니다. y 1그리고 y 2두 개의 폐쇄 제어 시스템이 작동할 때.
기본적으로 자율성 조건은 두 가지 불변 조건, 즉 첫 번째 출력의 불변성으로 구성됩니다. y 1두 번째 레귤레이터의 신호와 관련하여 엑스p2두 번째 출력의 불변성 y2.첫 번째 레귤레이터의 신호와 관련하여 Xp1:
이 경우 신호 Xp1장애로 간주될 수 있다. y2,그리고 신호 X p2 - 어떻게에 대한 분노 1.그런 다음 교차 채널은 교란 채널의 역할을 합니다(그림 1.35). 이러한 외란을 보상하기 위해 전달 기능을 갖춘 동적 장치가 제어 시스템에 도입됩니다. R 12 (p)그리고 R21(r),해당 조절 채널 또는 조절기의 입력으로 전송되는 신호입니다.
불변 ASR과 유사하게 보상기의 전달 함수는 R 12 (p)그리고 R21(r),자율성 조건에 따라 결정되며 물체의 직접 및 교차 채널의 전달 함수에 따라 달라지며 식 (1.20) 및 (1.20,a)에 따라 다음과 같습니다.
불변 ASR과 마찬가지로 자율 제어 시스템 구축에도 중요한 역할을 합니다. 물리적 타당성기술 구현 대략적인 자율성.
해당 조정기의 작동 주파수를 고려하여 실제 보상기에 대한 대략적인 자율성 조건이 작성되었습니다.
화학 기술에서 가장 복잡한 다중 연결 개체 중 하나는 정류 과정입니다. 가장 간단한 경우(이성분 혼합물을 분리하는 경우)에도 증류탑에서 여러 개의 상호 연결된 좌표를 식별할 수 있습니다(그림 1.36). 예를 들어, 컬럼 하부의 공정을 조절하려면 액상과 구성 요소 중 하나의 물질 균형을 특징짓는 두 가지 이상의 기술 매개변수를 안정화해야 합니다. 이를 위해 일반적으로 증류기의 액위와 첫 번째 판 아래의 온도가 선택되며 가열 증기의 흐름과 증류기 제품의 선택이 제어 입력 신호로 사용됩니다. 그러나 각각의 규제 영향은 두 가지 출력 모두에 영향을 미칩니다. 즉, 가열 증기 유량이 변하면 바닥 생성물의 증발 강도가 변하고 결과적으로 액체 수준과 증기 구성도 변합니다. 마찬가지로 바닥 제품 선택의 변화는 바닥의 수준뿐만 아니라 환류 비율에도 영향을 미치며 이는 컬럼 바닥의 증기 구성 변화로 이어집니다.
쌀. 1.35. 자율 자동화 제어 시스템의 블록 다이어그램: 에이- 첫 번째 제어 루프에서 두 번째 조절기의 영향을 보상합니다. 비– 두 번째 제어 루프에서 첫 번째 조절기의 영향을 보상합니다. c – 자율 2좌표 제어 시스템
쌀. 1.36. 여러 입력과 출력이 있는 객체에 대한 제어 시스템의 예:
1 – 증류탑; 2 – 보일러; 3 – 환류 응축기; 4 – 환류탱크; 5 – 온도 조절기; 6,9 – 레벨 레귤레이터; 7 – 유량 조절기; 8 – 압력 조절기
상부의 공정을 조절하기 위해 증기압력과 온도를 출력 좌표로 선택하고, 환류 응축기로의 냉매 공급과 컬럼을 환류시키는 환류를 조절 입력 매개변수로 선택할 수 있습니다. 분명히 두 입력 좌표 모두 열 및 물질 전달 과정에서 컬럼의 압력과 온도에 영향을 미칩니다.
마지막으로 환류 및 가열 증기를 각각 공급하여 컬럼 상부와 하부에서 동시에 온도 제어 시스템을 고려하면 내부 가교를 통해 대상물을 독립적으로 제어하는 시스템도 얻습니다.
현재 다양한 자동 제어 시스템(ACS)이 있습니다. 자동 제어(자주포). 이 기사에서는 자동 제어 시스템의 몇 가지 규제 방법과 유형을 고려할 것입니다.
직접 및 간접 규제
알려진 바와 같이 모든 자동 제어 시스템은 조절기와 조절 대상으로 구성됩니다. 조정기에는 지정된 제어 신호의 값에 따라 제어되는 변수의 변화를 모니터링하는 민감한 요소가 있습니다. 결과적으로 민감한 요소는 규제 기관에 영향을 미치고 규제 기관은 설정 수량과 제어 수량의 값이 동일해지도록 시스템 매개변수를 변경합니다. 가장 단순한 조정기에서는 감지 요소가 조정 기관에 미치는 영향이 직접 발생합니다. 즉, 직접 연결됩니다. 따라서 이러한 ATS를 시스템이라고 합니다. 직접 규제, 레귤레이터는 아래와 같이 직접 작동 레귤레이터입니다.
이러한 시스템에서 수영장으로의 물 흐름을 조절하는 밸브를 움직이는 데 필요한 에너지는 여기에서 감지 요소가 될 플로트에서 직접 나옵니다.
간접 제어 시스템에서는 제어 본체의 이동을 구성하기 위해 작동에 추가 에너지원을 사용하는 보조 장치가 사용됩니다. 이러한 시스템에서는 민감한 요소가 제어 요소에 작용합니다. 보조 장치, 그러면 아래와 같이 조절기가 원하는 위치로 이동합니다.
여기서 플로트(민감한 기관)는 전기 모터의 여자 권선 접촉에 작용하여 밸브를 원하는 방향으로 회전시킵니다. 이러한 시스템은 감지 요소의 전력이 작동 메커니즘을 제어하기에 충분하지 않거나 측정 요소의 매우 높은 감도가 필요할 때 사용됩니다.
단일 회로 및 다중 회로 자주포
최신 ATS에는 아래와 같이 거의 항상 병렬 수정 장치 또는 로컬 피드백이 있습니다.
하나의 값만 규제 대상이고 하나의 주 피드백(하나의 제어 루프)만 있는 ACS를 단일 회로라고 합니다. 이러한 자주포에서는 시스템의 특정 지점에 가해지는 충격이 전체 시스템을 우회하고 하나의 우회 경로만 통과한 후 원래 지점으로 돌아갈 수 있습니다.
그리고 주 회로 외에도 로컬 또는 주 피드백 연결이 있는 자주포를 다중 회로라고 합니다. 단일 회로 시스템과 반대로 다중 회로 시스템에서는 시스템의 특정 지점에 가해진 충격이 시스템을 우회하고 시스템의 여러 회로를 따라 충격이 가해진 지점으로 돌아올 수 있습니다.
결합 및 분리 자동 제어 시스템
여러 수량을 규제하는 시스템(다차원 자동 제어 시스템)은 연결된 시스템과 관련되지 않은 시스템으로 나눌 수 있습니다.
분리된 규제 시스템
규제기관이 규제하도록 설계된 시스템 다양한 크기, 서로 관련이 없으며 공통 규제 대상을 통해 상호 작용할 수 있는 시스템을 관련 없는 규제 시스템이라고 합니다. 관련되지 않은 규제 시스템은 독립 및 종속으로 구분됩니다.
종속변수에서는 통제할 수량 중 하나가 변경되면 나머지 통제 수량도 변경됩니다. 따라서 이러한 장치에서는 다양한 제어 매개변수를 서로 별도로 고려할 수 없습니다.
이러한 시스템의 예로는 별도의 방향타 제어 채널이 있는 자동 조종 장치가 있는 비행기가 있습니다. 항공기가 경로를 벗어나면 자동 조종 장치로 인해 방향타가 편향됩니다. 자동 조종 장치는 에일러론의 방향을 바꾸고 에일러론과 방향타의 방향을 바꾸면 항공기의 항력이 증가하여 엘리베이터가 방향을 바꾸게 됩니다. 따라서 각각 고유한 제어 채널이 있음에도 불구하고 헤딩, 피치 및 측면 롤 제어 프로세스를 별도로 고려하는 것은 불가능합니다.
안에 독립 시스템관련되지 않은 규제의 경우, 규제 대상인 각 양은 다른 모든 양의 변화에 영향을 받지 않습니다. 이러한 관리 프로세스는 서로 별도로 고려될 수 있습니다.
예를 들어 발전기 권선의 전압과 터빈 속도가 서로 독립적으로 조절되는 수력 터빈의 각속도에 대한 자동 제어 시스템이 있습니다.
연계 규제 시스템
이러한 시스템에서 다양한 수량의 규제 기관은 규제 대상 외부에서 상호 작용하는 연결을 가지고 있습니다.
예를 들어, 아래에 단순화된 다이어그램이 표시된 전기 자동 조종 장치 EAP를 생각해 보세요.
그 목적은 주어진 수준에서 항공기의 피치, 방향 및 롤을 유지하는 것입니다. 안에 이 예에서는우리는 주어진 코스, 피치, 롤을 유지하는 것과 관련된 자동 조종 장치의 기능을 고려할 것입니다.
유압식 반나침반(12)은 코스에서 항공기의 이탈을 모니터링하는 민감한 요소 역할을 합니다. 주요 부분은 자이로스코프이며, 그 축은 주어진 코스를 따라 향합니다. 비행기가 코스에서 벗어나기 시작하면 자이로스코프의 축은 공간에서의 위치를 유지하면서 레버(11)에 연결된 가변 저항 코스 7 및 회전 10 센서의 슬라이더에 영향을 미치기 시작합니다. 항공기 본체는 센서 7 및 10과 함께 천궁도 축을 기준으로 이동합니다. 이에 따라 자이로스코프와 항공기 본체의 위치 사이에 차이가 발생하며 이는 센서 7 및 10에 의해 감지됩니다.
공간(수평 또는 수평)에 지정된 코스에서 항공기의 이탈을 감지하는 요소입니다. 수직면) 자이로버티컬 14가 있을 것입니다. 주요 부분은 이전 경우와 동일합니다. 축이 수평면에 수직인 자이로스코프입니다. 평면이 수평선에서 벗어나기 시작하면 피치 센서 슬라이더(13)가 세로 축에서 이동하기 시작하고, 수평면에서 벗어나면 롤 센서(15-17)가 이동하기 시작합니다.
항공기를 제어하는 본체는 제어 방향타 1, 높이 18 및 에일러론 19이며 방향타의 위치를 제어하는 수행 요소는 헤딩, 피치 및 롤 조향 기계입니다. 세 가지 자동 조종 장치 채널의 작동 원리는 완전히 유사합니다. 각 스티어링 휠의 스티어링 기어는 전위차 센서에 연결됩니다. 주요 전위차 센서(아래 다이어그램 참조):
해당 센서와 연결 피드백브리지 회로에 따르면. 브리지 대각선은 증폭기 6에 연결됩니다. 기체가 비행 경로를 벗어나면 메인 센서의 슬라이더가 움직이고 함교 대각선에 신호가 나타납니다. 신호의 출현으로 인해 전자기 릴레이가 증폭기 6의 출력에서 활성화되어 전자기 결합 회로 4가 닫힙니다. 기계의 드럼 3은 회로에 릴레이가 활성화되면 지속적으로 회전하는 전기 모터 5의 샤프트와 맞물립니다. 드럼이 회전하기 시작하여 항공기의 해당 방향타를 회전시키는 케이블을 감거나 풀며(회전 방향에 따라 다름) 동시에 시간은 피드백 전위차계(OS) 2의 브러시를 움직일 것입니다. 피드백 전위차계(OS) 2의 변위 값이 전위차 센서 브러시의 변위 값과 같아지면 이 브리지의 대각선 신호는 다음과 같아집니다. 0이 되면 무브먼트 스티어링이 정지됩니다. 이 경우 항공기의 방향타는 항공기를 지정된 코스로 이동하는 데 필요한 위치로 회전합니다. 불일치가 제거되면 메인 센서 브러시가 다시 중간 위치로 돌아갑니다.
자동 조종 장치의 출력 단계는 증폭기 6에서 시작하여 스티어링 기어로 끝나는 것과 동일합니다. 하지만 입구가 조금 다릅니다. 방향 센서 슬라이더는 자이로 컴퍼스에 단단히 연결되지 않고 댐퍼 9와 스프링 8을 사용하여 연결됩니다. 이로 인해 방향의 변위에 비례하는 움직임뿐만 아니라 추가 움직임도 얻습니다. , 시간에 따른 편차의 1차 미분에 비례합니다. 또한 모든 채널에는 메인 센서 외에도 세 축 모두를 따라 연결된 제어를 구현하는 추가 센서가 제공됩니다. 즉, 세 방향타의 동작을 모두 조정합니다. 이 연결은 다음을 제공합니다. 대수적 덧셈증폭기 입력의 기본 센서와 추가 센서의 신호 6.
코스 제어 채널을 고려하면 보조 센서는 조종사가 수동으로 제어하는 롤 및 회전 센서가 됩니다. 롤 채널에는 추가 회전 및 회전 센서가 있습니다.
제어 채널이 서로 영향을 미치면 항공기가 움직일 때 롤의 변화로 인해 피치가 변경되고 그 반대의 경우도 마찬가지라는 사실이 발생합니다.
값 중 하나가 변경되면 나머지는 변경되지 않고, 즉 한 값이 변경되더라도 나머지는 자동으로 변경되지 않는 조절기 사이에 연결이 있는 경우 자동 제어 시스템을 자율이라고 한다는 점을 기억해야 합니다. .
이즈베스티야
노동 폴리테크닉 레드 배너의 곰스크 명령
S. M. KIROV의 이름을 딴 연구소
분산된 개체의 한 클래스에 대한 연결된 규제 시스템에 대한 연구
매개변수
V. I. KARNACHUK, V. Y. DURNOVTSEV
(물리기술학과 과학세미나에서 발표)
다중 연결 제어 시스템(MCC)은 현재 복잡한 객체의 자동화에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이는 복잡한 자동화로 인해 발생합니다. 생산 공정하나의 매개변수에 대한 규제에서 서로 영향을 미치는 여러 수량에 대한 관련 규제로의 전환이 필요합니다. 유사한 시스템 중에서 좋은 장소동일한 유형의 설치 및 설치 작업이 이루어지며, 이는 공통 원자재 소스 또는 공통 부하에서 작동하는 동일하고 동일하게 구성된 여러 개의 조절기로 구성됩니다. 매개변수 분포를 자동으로 최적화하는 작업인 분산 매개변수가 있는 개체의 다중 채널 ACS는 동일한 유형의 SMR로 분류될 수 있습니다. 제어된 매개변수의 상호 영향을 고려하지 않으면 이 문제를 올바르게 해결할 수 없습니다. 상호 영향을 고려하면 시스템 분석이 상당히 복잡해집니다. 결합 시스템에서는 각 매개변수의 역학이 설명되기 때문입니다. 미분 방정식높은 순서.
여러 매개 변수 규제 이론의 창시자는 I. N. Voznesensky입니다. 그는 서로에 대한 매개변수의 영향을 제거하기 위해 시스템에 다음을 도입할 필요가 있음을 보여주었습니다. 인공적인 연결, 자연스러운 연결의 영향을 보상합니다. 이 경우 연결된 시스템은 연결되지 않은 시스템, 즉 자율적인 시스템으로 변합니다. 자율성의 문제는 1차원 ATS 이론에는 없는 구체적인 문제이다. I. N. Voznesensky는 이상적인 컨트롤러에 의해 제어되는 1차 객체에 대해 이 문제를 해결했습니다. 나중에 자율성을 위한 물리적, 기술적으로 실현 가능한 조건이 더 많이 발견되었습니다. 복잡한 시스템. 이들 작품에서 고려되는 대상의 범위는 원칙적으로 1차 대상으로 제한됩니다. 그러나 실제로 증류탑, 오일 및 가스 저장소, 가황실, 다양한 유형의 반응기 등과 같이 매개변수가 분산된 물체의 제어 분야를 연구할 때는 더 복잡한 근사치가 필요한 경우가 많습니다.
안에 이 작품위상 전진이 있는 비정적 물체의 2차원 SMR 합성에 관한 몇 가지 문제가 고려됩니다.
각 제어 변수의 객체가 2차 미분 방정식으로 설명되는 경우:
티 dH dx 2 dt2 dt
코티 -U- +코우. dt
결합 조절 시스템의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 1. 시스템은 두 가지 방식으로 매개변수 X의 지정된 값을 유지하도록 설계되었습니다. 다양한 분야큰 물체.
레귤레이터 2개
쌀. 1. 평면시공 및 설치작업의 블록도
규제의 대상은 허용된 분류에 따라 ^-구조를 갖는 다중 연결 시스템입니다. 각각에 대한 객체의 전달 함수 직접 채널동일하다:
K0(T,p+1) ■
SR) - ^02 (P)
피(T2P+> 1)
조정 가능한 매개변수 사이의 관계는 블록다이어그램에 상수 계수 Li2 = ¿2b를 통해 표시되지만 일반적인 경우에는 시간 불변이 아닙니다. 전달 기능을 갖춘 통합 조정기가 고려됩니다.
레귤레이터는 해당 레귤레이터 근처에 위치한 관성 센서(열전대)로부터 제어 신호를 수신합니다. 센서의 전달 함수:
Wn(p) = WT2(p) =
운동방정식을 이용한 결합계의 해석은 연산자 형식으로 작성하더라도 방정식의 차수가 높아 불편하다. 방정식을 작성하는 행렬 방법은 특히 구조적 합성의 경우 훨씬 더 편리합니다.
행렬 형식의 표기법에서 Y 구조를 갖는 객체에 대한 방정식의 형식은 다음과 같습니다.
■ WciWcalia^i 1 - W 01^02^12^21
1 - 1^0] 1 - 12^21
a ^ 및 제어 수량과 규제 수량의 열 행렬입니다.
컨트롤러의 경우 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
^^(¿y-X). (6)
u%(p)=G 0 [o
5 - 제어 동작 매트릭스 변환; y는 제어 작업의 행렬 열입니다.
간단한 구조 변환을 통해 행렬과 5의 요소를 얻을 수 있습니다.
p(Tar+\)(TTr+\)
그런 다음 닫힌 SMR의 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 다음과 같은 형태(이하 시스템에 작용하는 외란 / = 0이라고 가정합니다):
X = (/ + Г0г р)"1 - W оГ р5Г, (7)
여기서 /는 단위 행렬입니다.
(7)로부터 행렬식(/ + WqWp)을 0으로 동일시하면 닫힌 SMR의 특성 방정식을 얻을 수 있습니다.
| / + W0WP | = 0. (8)
건설 및 설치 작업에 대한 안정성을 확인하기 위한 충분한 일반 기준은 아직 발견되지 않았습니다. 특성 방정식 (8)의 근을 결정하는 것도 다소 번거로운 작업입니다. 2차원 경우에도 10차 방정식을 풀어야 한다는 것을 알 수 있기 때문입니다. 그러한 조건에서 자금 사용 컴퓨터 기술건설 및 설치 작업을 계산하는 것이 바람직할 뿐만 아니라 필요합니다. 아날로그 모델의 중요성은 특정 속성을 가진 건설 및 설치 장비의 합성 문제, 무엇보다도 자율 설치 및 설치 장비의 문제를 해결하는 데 특히 큽니다. 자율성 조건의 구현은 종종 불가능한 것으로 알려져 있습니다. 어떤 경우에도 각 특정 시스템에 대해 상당히 간단한 단계로 구현될 수 있는 자율성 조건을 찾는 것은 독립적인 작업입니다. 식 (7)에서 자율성 조건이 행렬의 대각화로 축소된다는 것이 분명합니다.
Ф, = (/ + ^р)-1" wQwps.
이 경우 SMR 방정식은 독립적인 방정식으로 분해됩니다. 분명히, 행렬 Fu는 개방 루프 SMR의 전달 행렬인 행렬 W0Wpj가 대각선인 경우에만 대각선이 됩니다. 이러한 조건을 구현하기 위해 인위적인 보상 연결, 전송
쌀. 2. 자율 건설 및 설치 작업의 전자 모델,
그 함수는 이러한 목적을 위해 보다 편리한 행렬 방정식 SMR 표기법으로 결정될 수 있습니다.
Fu= ^o Gr(5-Fu). (9)
존재한다 큰 수보상 연결 구현을 위한 옵션. 그러나 방정식 (9)에 따라 수행된 계산에 따르면 가장 편리한 구현 옵션은 다음과 같습니다. 블록 다이어그램, 레귤레이터 증폭기의 입력 사이에 교차 연결이 적용되는 경우. 이 경우 보상 연결의 전달 기능은 다음과 같은 형식을 갖습니다.
/Xu (/>) = - No<¿12; K2\(p) = -
식 (2)를 고려하면 다음과 같습니다. * 및 (P)<= К21 (р) =
2차원 SMR을 연구하기 위해 EMU-8 아날로그 설치를 기반으로 조립된 시스템의 전자 모델이 사용되었습니다. SMR의 전자 모델 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2. 매개변수의 수치는 다음과 같습니다: a;o=10; KuK^/(r == 0.1; Tx = 10초; G2 = 0.1초; Tt = 0.3 Tg = 0.5초/초; I = 0.1 0.9.
쌀. 3. 비자율(a) 및 자율(c) 건설 및 설치 작업 채널의 일시적 프로세스 곡선
모델 연구에 따르면 보상 연결이 없는 시스템은 관계 값 ¿ = 0.5까지 안정적으로 유지되는 것으로 나타났습니다. L이 더 증가하면 제어 변수의 발산 진동이 발생합니다. 그러나 L에도 불구하고<0,5 характер переходного процесса в системе является неудовлетворительным. Полное время успокоения составляет 25-ъЗО сек при максимальном выбросе 50%. Введение перекрестных связей, соответствующих условиям автономности, позволяет резко улучшить качество регулирования.
그래프(그림 3)에서 볼 수 있듯이, 인접 채널의 설정 변경에 대한 각 채널의 감도가 눈에 띄게 감소합니다. 과도 프로세스의 지속 시간과 최대 오버슈트의 크기는 결합되지 않은 개별 시스템에 채택된 이득과 비교하여 두 채널의 증폭기 이득을 2배로 줄임으로써 줄일 수 있습니다.
1. 위상 전진을 통해 2차 물체의 SMR을 위한 간단한 능동 CN 회로를 통해 실현되는 자율성 조건이 발견되었습니다.
2. 아날로그 컴퓨터를 사용하여 복잡한 건설 및 설치 작업을 분석하면 건설 및 설치 작업 매개 변수의 최적 값을 선택할 수 있습니다.
2차원 자율 구축 및 설치 작업의 전자 모델이 제안되었습니다.” 상호 연결의 크기가 시스템 안정성에 미치는 영향이 표시됩니다.
문학
1. M. V. Meerov, 다중 연결 제어 시스템. 에드. "과학", 1965.
2. V. T. Morozovsky. "자동화 및 원격 기계", 1962, No. 9.
3. M. D. Mezarovich 연결된 제어 시스템. 제1차 IFAC 총회 간행물, Ed. 소련 과학 아카데미, 1961.
