Chiziqli sistemalarning rostlash sifatini baholash usullari

Chiziqli sistemalarning rostlash sifatini baholash usullari


Reja:


1. Avtomatik rostlash tizimlari (ART) ning sinflanishi.
2. Rasm. Avtomatil boshqaruv tizimlari
3. Tizimning differensial tenglamasi

Avtomatik rostlash tizimlari (ART) ning sinflanishi

Har qanday tenologik jarayon yoki mashina о‗zining harorat, bosim, tezlik, aylanish chastotasi, konsentratsiyasi, sath, kuchlanish va boshqalar kabi kо‗rsatkichlari bilan ifodalanadi. Bu kо‗rsatkichlar jarayon yoki mashinaning parametrlari deb ataladi. Rostlanishi, ya‘ni о‗zgarmas qilib ushlab turulishi yoki berilgan dastur bо‗yicha о‗zgartirilishi talab qilinadigan texnologik parametr rostlanuvchi qiymat yoki rostlanuvchi parametr deyiladi. Vazifaga kо‗ra, berilgan vaqtda о‗zgarmas qiymatda ushlab turilishi lozim bо‗lgan parametr rostlanuvchi parametrning berilgan qiymati deb ataladi.
Parametrlari rostlanib turadigan texnolgik jarayon yoki texnologik mashina boshqarish obyekti deb ataladi. Boshqariluvchi obyektga ulanadigan va rostlanuvchi parametrlarni о‗zgarmas qilib ushlab turuvchi yoki berilgan qonuniyat bilan о‗zgartiruvchi qurilmalar majmui rostlagich (regulyator) deb ataladi. Rostlanuvchi obe‘kt va rostlagich majmui avtomatik rostlash tizimi (ART) ni tashkil qiladi. Avtomatik rostlash tizimlari mustaqil ravishda, tashqaridan aralashishlarsiz obe‘ktlarda rо‗y berayotgan jarayonlarni ifodalovchi bir yoki bir nechta fizik qiymatlarni bir meyorda ushlab turadilar yoki berilgan qonuniyat bо‗yicha о‗zgartiradilar, yoki sharoitdan kelib chiqib obe‘ktning kerakli, optimal rostlash qonunini aniqlaydilar.
Avtomatik rostlash tizimiga, rostlovchi ta‘sirdan tashqari, yani yuklama, harorat, namlik, bosim va hokazolar о‗zgarishi bilan bog‗liq bо‗lgan, rostlanuvchi parametrni og‗ishiga olib keladigan, tashqi va ichki signallar ta‘sir qiladi. ART ning vazifasi-hosil bо‗lgan og‗ishni ma‘lum tezlik bilan nolga olib
kelish yoki yо‗l qо‗iladigan qiymatigacha kamaytirishdir.
Rostlanuvchi qiymatning о‗zgarish hususiyatiga qarab avtomatik stabillovchi, dastur bо‗yicha avtomatik rostlovchi va kuzatuvchi avtomatik rostlash tizimlariga bо‗linadi.
Avtomatik stabillash tizimlari rostlanuvchi parametrning berilgan qiymatini о‗zgarishiga yо‗l qо‗ymasdan, bir meyorda ushlab turadilar.
Rostlanuvchi parametrning ―og‗ishi‖ faqatgina har-xil tashqi va ichki ta‘sirlar (yuklamaning, tashqi muhit harorati va hokazolarning о‗zgarishi) oqibatida sodir bо‗lishi mumkin va bu ta‘sirlar tugallanishi bilanoq u, tizim tomonidan kerakli miqdorgacha kamaytirilishi yoki umuman yо‗q qilinishi kerak. Demak, bu tizimda, rostlanuvchi parametrning berilgan qiymati о‗zgarmasdir.
Dasturli rostlash tizimlarida rostlanuvchi parametrning berilgan qiymati о‗zgarmas bо‗lmaydi, balki vaqt bо‗yicha oldindan belgilangan qonunga binoan о‗zgaradi. Ish jarayonida berilgan qiymat (topshiriq) avtomatik tarzda rostlanuvchi qiymat о‗zgarishi lozim bо‗lgan qonun bо‗yicha о‗zgaradi.
Kuzatuvchi tizimlarda rostlanuvchi parametrning berilgan qiymati oldindan noma‘lum bо‗lgan qonun bо‗yicha katta chegarada tebranishi mumkin, ya‘ni vaqtning erkin funksiyasidir. Ish jaryonida rostlanuvchi parametr berilgan qiymat (topshiriq) bilan uzluksiz tarzda taqqoslanadi va unga tо‗liq va mos ravishda о‗zgarib boradi, ya‘ni tizim uning ketidan kuzatadi. Yuqorida kо‗rilgan uchta tizim sxemasi bir-biridan faqatgina topshiriq beruvchi elementning turi bо‗yicha farqlanadi. ART ta‘sir etuvchi signallar xususiyatiga qarab uzluksiz, releli va impulsli tizimlarga bо‗linadi. Uzluksiz ishlaydigan tizimlarda rostlovchi ta‘sir va barcha elementlarning kirish va chiqish signallari vaqt bо‗yicha uzluksiz о‗zgaradilar.
Agarda ART tarkibidagi elementlarning loaqal bittasida kirish signalining bir tekis о‗zgarishiga chiqish signalining uzlukli о‗zgarishi tо‗g‗ri kelsa, buday tizim releli tizim deb ataladi.
Agarda tizimning rostlovchi ta‘siri ma‘lum vaqt oralig‗ida paydo bо‗ladigan, alohida olingan impuls kо‗rinishida bо‗lsa, bunday tizim impulsli tizim deb ataladi.
Avtomatik rostlash tizimi, differensial tenglamasi kо‗rinishiga qarab tо‗g‗ri chiziqli va egri chiziqli tizimlarga bо‗linadi. Agarda tizimning barcha elementlari dinamikasi tо‗g‗ri chiziqli differinsial tenglamalar bilan ifodalansa tо‗g‗ri chiziqli, elementlardan loaqal bittasi egri chiziqli tenglama bilan ifodalansa, egri chiziqli ART deb ataladi.
Berk konturlar soni bо‗yicha ART bir konturli va kо‗p konturli bо‗ladi.
Bir konturli ART da bitta rostlanadigan parametr va bitta asosiy bog‗lanish zanjiri, kо‗p konturli tizimlarda esa, bir nechta asosiy teskari bog‗lanish zanjirlari bо‗ladi.
ART rostlash prinsipiga kо‗ra rostlanuvchi parametrning ―og‗ishi‖ bо‗yicha, yuklanishi va shu ikki usulning kombinatsiyasi bо‗yicha rostlash tizimlariga bо‗linadi.
13.1a -rasm da rostlanuvchi parametrning ―og‗ishi‖ bо‗yicha rostlash usuli keltirilgan. Undagi boshqaruv qurilmasi BQ (masalan rele- kontaktorli boshqaruv sxemalari), quvvat kuchaytirgichi QK va ijrochi qurilmalar yig‗indisi regulyator R ni tashkil qiladi. Regulyator uchun boshqariluvchi obe‘kt BO ning chiqish signali X_CH(t) va uning berilgan qiymati X_B(t) kirish signali bо‗lib xizmat qiladi. Ular orasidagi farq, ya‘ni ularni taqqoslash elementi TE da taqqoslangandan sо‗ng hosil bо‗lgan farq X(t)=X_B(t)-X_CH(t) esa, rostlanuvchi parametrning ―og‗ishi‖ yoki hatosi deb ataladi. X(t) ning ishorasi va qiymatiga qarab regulyator rostlovchi ta‘sir signali U(t) ni hosil qiladi va rostlanuvchi parametrning ―og‗ishi‖ ni minimumgacha kamaytiradi. Bu usulda tizimning kirish qismiga berilgan qiymat X_B(t) dan tashqari, teskari bog‗lanish zanjiri orqali uning chiqish signali X_CH(t) ham berilgani bois, bunday tizim teskari bog‗lanishli yoki berk zanjirli tizim deb ham ataladi.
Yuklanish bо‗yicha rostlash usulida (13.1 b- rasm ) teskari bog‗lanish zanjiri yо‗q, ya‘ni boshqariluvchi obe‘ktdan chiqayogan signal X_CH(t) regulyatorning kirishga uzatilmaydi va berilgan qiymat X_B(t) bilan taqqoslanilmaydi, ya‘ni rostlanuvchi parametr nazorat qilinmaydi. Bu usulning kamchiligi ham shundadir. Lekin bu yerda tashqi ta‘sir signali (yuklanish) orqali olingan teskari bog‗lanish zanjirining mavjudligi, rostlanuvchi parametrning ―og‗ishi‖ ni ancha kamaytiradi. Bu ART ochiq zanjirli tizim deb yuritiladi. Kombinatsiyali rostlash usulida (13.1- v rasm ) rostlash, yuqoridagi ikki usul bо‗yicha amalga oshiriladi. Bu usulda regulyatorning kirishiga ikkita kontur orqali signal beriladi: bitta signal, tizimning chiqishi bilan kirishini bog‗lovchi, berk zanjirli teskari bog‗lanish konturi orqali, ikkinchi signal esa, eng katta ta‘sir kо‗rsatuvchi tashqi ta‘sir f₁ dan olingan teskari bog‗lanish konturi orqali.
Kombinatsiyali ART lar yuqoridagi ikki usulning kamchiliklaridan holi bо‗lganliklari uchun, ular asosida yuqori aniqlikka ega bо‗lgan avtomatik tizimlar yaratish mumkin.

13.1.-Rasm. Avtomatik rostlash usuli
Ishlash rejimiga muvofiq mikroprotsessorli avtomatik tizimlar ochiq konturli, berk konturli va bevosita raqamli boshqaruv tizimlariga bо‗linadi.
Yetarli darajadagi funksional moslanuvchanlikka ega bо‗lgan va harakat tezligi uncha katta bо‗lmagan hozirgi zamon texnologik jarayonlarni avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarida, haqiqiy vaqt masshtabida bloklarni о‗ng‗aygina amalga oshirish imkonini beruvchi mikroprotsessorlar qо‗llaniladi.
Bunday tizimlarda, ularning rejimlarini optimalga yaqinlashtirish uchun, hisoblash texnikasi tomonidan ishlab chiqiladigan maslahatlar ishlatiladi. Bunda mikroprotsessor ochiq kontur bо‗yicha ishlaydi, uning chiqish qismi texnologik jarayonning boshqaruv organi bilan bog‗lanmagan bо‗ladi va balki operator axborot olib turadigan bosmaga, indikatsiyaga yoki boshqa aks ettiruvchi qurilmalarga chiqarilgan bо‗ladi (13.2a- rasm ). Regulyatorlarni sozlash uchun operatorlarga hisoblash texnikasi berib turadigan maslahatlar inson imkoniyatlari bilan cheklanadi, shuning uchun ham regulyatorlarning sozlanadigan parametrlari uncha kо‗p bо‗lmaydi.
Supervizorli avtomatik boshqaruv tizimlarida (13.2 b- rasm ) mikroprotsessor berk kontur bо‗yicha ishlaydi, uning chiqishlari tо‗g‗ridan-tо‗g‗ri regulyatorlarga ta‘sir qiladi va ularning parametrlarini sozlaydi. Bunda operatorning vazifasi tizim ishini kuzatishdan iborat bо‗ladi va undan, faqatgina tizim ishida uzilishlar bо‗lgan taqdirdagina aralashish talab qilinadi.

13. 
    2.-Rasm. Avtomatil boshqaruv tizimlari
    

Boshqaruv obe‘kti (BO), boshqaruv qurilmalari va boshqaruvchi hisoblash mashinasi (BHM) yig‗indisidan tashkil topgan bevosita raqamli boshqaruv tizimlarida (1.2v- rasm ) BHM signallari kuchaytirgich (K), ijrochi mexanizm (IM) orqali tо‗g‗ridan tо‗g‗ri rostlash organi (RO) ga ta‘sir qiladi. Tizim tarkibiga kirish D_X, chiqish D_CH, va BO ning texnologik parametrlari datchiklari va tarkibida kuchaytirgich K, boshqaruv qurilmasi BQ va о‗lchov qurilmachi О‗Q bо‗lgan avtomatik rostlash qurilmasi ARQ ning namunaviy elementlari kiradi. BHM uzib qо‗yilsa, avtomatik tizim BO rejimini barqarorlashtirish vazifasini bajaradi. Bunday tizimlar haqiqiy vaqt masshtabida ishlaydilar.