Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Об'є́кт керува́ння (регулювання) — об'єкт, що потребує спеціально організованих діянь для того, щоб забезпечити близькі до бажаних процеси та (або) значення (співвідношення значень) параметрів.
В автоматизованих системах під об'єктом керування розуміється умовно відокремлена частина системи, на яку впливає система керування для досягнення необхідного результату.
Об'єктом керування може бути окрема машина, апарат, пристрій, технологічний процес або сукупність технічних засобів (машин, апаратів, пристроїв), які виконують технологічний процес, але при цьому потребують спеціально організованих впливів ззовні для досягнення поставленої мети керування.
Прикладами об'єктів керування можуть служити технологічні процеси та технологічне обладнання, що використовуються у гірництві — флотаційний, гравітаційний процеси збагачення корисних копалин, а також флотаційна, відсаджувальна машини, магнітні сепаратори тощо.
Базисні поняття
- Вхідна величина об'єкта регулювання (канал керування) — фізична величина на вході об'єкта регулювання, значення якої впливає на регульовану величину об'єкта. Цей параметр будемо позначати як X(t).
- Регульована (вихідна) величина — фізичний параметр, який цілеспрямовано змінюється або зберігається незмінним у процесі керування. Умовимося позначати даний параметр через Y(t). Звичайно регульовані величини в тій або іншій мірі характеризують якісно-кількісні показники процесу в керованому об'єкті.
- Поточне значення регульованої величини (Yт) — абсолютне значення параметра в цей час часу.
- Задане значення регульованої величини (Yз) — абсолютне значення вихідного параметра, яке є метою керування даним об'єктом. Цей параметр вводиться у САР за допомогою елемента автоматики, який називають «задаючим пристроєм», або «задатчиком».
Задавач може розташовуватися поблизу регулятора або знаходитися на значній відстані від автоматичної системи і бути пов'язаним з нею дистанційно.
Характеристика ОК
Об'єкт регулювання може мати декілька вихідних параметрів.
Наприклад, флотаційна машина у цілому і окремі субпроцеси флотації, як об'єкт регулювання, має такі вихідні параметри:
- зольність і вихід продуктів збагачення,
- рівень пульпи у ванні флотомашини,
- ступінь аерації пульпи тощо.
Будова ОК
Для здійснення керування об'єкт повинен мати орган керування, або регулювальний орган, змінюючи положення або стан робочого елемента якого, можна впливати на об'єкт, тобто на вихідний параметр.
Кожний вихідний параметр керується, як правило, своїм локальним каналом (вхідним чинником) з допомогою відповідної САР. Наприклад, рівень пульпи у ванні флотаційної машини можна змінювати положенням шибера в камері розвантаження хвостів флотації або зміною об'ємного навантаження на машину.
Для пояснення будови і принципу дії автоматичних систем застосовують функціональні і структурні схеми автоматизації.
Класифікація об'єктів керування
Залежно від числа регульованих величин
У залежності від числа регульованих величин, необхідних для ефективної роботи регульованих об'єктів, останні розділяються на об'єкти з однією і декількома регульованими величинами.
- Об'єкти з однією регульованою величиною мають одну вихідну Y_вих і декілька вхідних величин, з яких одна є регулюючим впливом Хр, а всі інші — збурюючими впливами Хв1,Хв2,…Хвп. (рис. 1 а). Збурення, що діє на об'єкт по тому ж каналу, що й регулюючий вплив, називається внутрішнім, або основним. Інші збурення називаються зовнішніми. У межах невеликих відхилень цих величин промислові об'єкти регулювання можуть розглядатися як лінійні системи. Тому відхилення регульованої величини Y_вих, викликане дією всіх вхідних величин, дорівнює сумі відхилень, викликаних дією кожного вхідного сигналу нарізно.
Для повного опису динамічних властивостей об'єкта з однією регульованою величиною необхідно знати стільки його диференціальних рівнянь (або характеристик, що замінюють їх), скільки вхідних величин він має.
- У разі регульованого об'єкта з декількома регульованими величинами (рис. 1 б, в) число регулюючих впливів, а отже, і кількість регулюючих органів, як правило, дорівнює числу регульованих величин.
У даному варіанті можливі два випадки:
- 1. Кожний канал керування (регулюючий орган) впливає тільки на одну регульовану величину (рис. 1 б). Тут об'єкт регулювання можна розбити на відповідне число незалежних один від одного локальних об'єктів. Тоді система регулювання об'єкта загалом складається з ряду окремих підсистем з однією регульованою величиною, які можуть працювати незалежно один від одного. Число таких підсистем повинно дорівнювати числу регульованих величин об'єкта. Реалізація системи керування таким об'єктом не викликає ускладнень.
- 2. Кожний канал керування, крім впливу на регульовану величину (за ним закріплену), певним чином впливає і на інші регульовані величини (рис. 1 в). У цьому випадку регульований об'єкт з декількома взаємопов'язаними регульованими величинами формально може бути представлений таким, що складається з декількох локальних об'єктів з однією регульованою величиною кожний, як і в першому випадку. Однак потрібно враховувати, що на кожний з цих локальних об'єктів впливають додаткові збурюючі впливи з боку інших локальних об'єктів. Тому настройка даних об'єктів іноді пов'язана з певними труднощами. У цих випадках існують способи реалізації принципу інваріантності локальних об'єктів, які забезпечують їх автономність.
За видом перехідної функції об'єкта регулювання
За видом перехідної функції об'єкта регулювання вони класифікуються на три категорії:
- стійкі,
- нестійкі,
- нейтральні.
Об'єкт стійкий, якщо після закінчення дії зовнішнього імпульсного збурення (Х) він з плином часу повернеться до початкового стану (рис. 2 а). Стійкі об'єкти часто називають об'єктами, що володіють властивостями самовирівнювання. Тільки для даних об'єктів мають значення статичні характеристики, тому вони ще називаються — статичні об'єкти.
Нестійкі об'єкти характеризуються тим, що після припинення дії зовнішнього впливу вихідна величина (Yвих) продовжує змінюватися (рис. 2 б). Ці об'єкти не володіють властивостями самовирівнювання і вельми складні для автоматичного регулювання. Ці об'єкти частіше називають астатичними.
У нейтральних об'єктах або об'єктах, які частково володіють властивістю самовирівнювання, вихідна величина після зняття збурення набуває нового сталого значення (рис. 2 в).
Графічна обробка кривих розгону статичних і астатичних об'єктів дозволяє знайти сталі часу та коефіцієнти в рівнянні передавальної функції.
Статичні і астатичні об'єкти мають принципово різні амплітудно-фазово-частотні характеристики (рис.). Годограф АФЧХ астатичного об'єкта з транспортним запізненням при w=0 рівний нескінченності, що негативно позначається на стійкості всієї системи регулювання, яка містить даний об'єкт.
За розподілом параметрів об'єктів у просторі
Характерною особливістю об'єктів регулювання є розподіл їх параметрів у просторі. Інколи він незначний, тоді можна припустити, що параметри об'єкта зосереджені в одній точці — це об'єкти із зосередженими параметрами. У протилежному випадку виділяють об'єкти із розподіленими параметрами. Для зосереджених об'єктів змінні, що описують поведінку об'єкта, змінюються тільки в часі. Для об'єкта з розподіленими параметрами — і у часі, і у просторі. Прикладом об'єктів з розподіленими параметрами може бути довга лінія електропередач, магістральні газо-, нафто- та продуктопроводи тощо.
Примітки
- ДСТУ 3956-2000 Технічні засоби вимірювання та керування в промислових процесах. Частина 1. Основні поняття, терміни та визначення.
- ДСТУ 2226-93 Автоматизовані системи. Терміни та визначення.
Джерела
- Папушин Ю. Л., Білецький В. С. Основи автоматизації гірничого виробництва. — Донецьк : Східний видавничий дім, 2007. — 168 с. — .
- Іванов А. О. Теорія автоматичного керування: Підручник. — Дніпропетровськ: Національний гірничий університет. — 2003. — 250 с.
- Попович М. Г., Ковальчук О. В. Теорія автоматичного керування: Підручник. — К.: Либідь, 1997. — 544 с. —
- Енциклопедія кібернетики. тт. 1, 2. — К.: Головна редакція УРЕ, 1973. — 584 с.
- Franklin, Gene F.; J. David Powell; Abbas Emami-Naeini (2002). Feedback Control of Dynamic Systems (вид. 4). New Jersey: Prentice Hall with. ISBN .
- Wescott, Tim (2006). Applied Control Theory for Embedded Systems. Elsevier/Newnes. Section 1.2 (Anatomy of a Control System). ISBN — через Google Books.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ob ye kt keruva nnya regulyuvannya ob yekt sho potrebuye specialno organizovanih diyan dlya togo shob zabezpechiti blizki do bazhanih procesi ta abo znachennya spivvidnoshennya znachen parametriv V avtomatizovanih sistemah pid ob yektom keruvannya rozumiyetsya umovno vidokremlena chastina sistemi na yaku vplivaye sistema keruvannya dlya dosyagnennya neobhidnogo rezultatu Ob yektom keruvannya mozhe buti okrema mashina aparat pristrij tehnologichnij proces abo sukupnist tehnichnih zasobiv mashin aparativ pristroyiv yaki vikonuyut tehnologichnij proces ale pri comu potrebuyut specialno organizovanih vpliviv zzovni dlya dosyagnennya postavlenoyi meti keruvannya Prikladami ob yektiv keruvannya mozhut sluzhiti tehnologichni procesi ta tehnologichne obladnannya sho vikoristovuyutsya u girnictvi flotacijnij gravitacijnij procesi zbagachennya korisnih kopalin a takozh flotacijna vidsadzhuvalna mashini magnitni separatori tosho Bazisni ponyattyaVhidna velichina ob yekta regulyuvannya kanal keruvannya fizichna velichina na vhodi ob yekta regulyuvannya znachennya yakoyi vplivaye na regulovanu velichinu ob yekta Cej parametr budemo poznachati yak X t Regulovana vihidna velichina fizichnij parametr yakij cilespryamovano zminyuyetsya abo zberigayetsya nezminnim u procesi keruvannya Umovimosya poznachati danij parametr cherez Y t Zvichajno regulovani velichini v tij abo inshij miri harakterizuyut yakisno kilkisni pokazniki procesu v kerovanomu ob yekti Potochne znachennya regulovanoyi velichini Yt absolyutne znachennya parametra v cej chas chasu Zadane znachennya regulovanoyi velichini Yz absolyutne znachennya vihidnogo parametra yake ye metoyu keruvannya danim ob yektom Cej parametr vvoditsya u SAR za dopomogoyu elementa avtomatiki yakij nazivayut zadayuchim pristroyem abo zadatchikom Zadavach mozhe roztashovuvatisya poblizu regulyatora abo znahoditisya na znachnij vidstani vid avtomatichnoyi sistemi i buti pov yazanim z neyu distancijno Harakteristika OK Ob yekt regulyuvannya mozhe mati dekilka vihidnih parametriv Napriklad flotacijna mashina u cilomu i okremi subprocesi flotaciyi yak ob yekt regulyuvannya maye taki vihidni parametri zolnist i vihid produktiv zbagachennya riven pulpi u vanni flotomashini stupin aeraciyi pulpi tosho Budova OK Dlya zdijsnennya keruvannya ob yekt povinen mati organ keruvannya abo regulyuvalnij organ zminyuyuchi polozhennya abo stan robochogo elementa yakogo mozhna vplivati na ob yekt tobto na vihidnij parametr Kozhnij vihidnij parametr keruyetsya yak pravilo svoyim lokalnim kanalom vhidnim chinnikom z dopomogoyu vidpovidnoyi SAR Napriklad riven pulpi u vanni flotacijnoyi mashini mozhna zminyuvati polozhennyam shibera v kameri rozvantazhennya hvostiv flotaciyi abo zminoyu ob yemnogo navantazhennya na mashinu Dlya poyasnennya budovi i principu diyi avtomatichnih sistem zastosovuyut funkcionalni i strukturni shemi avtomatizaciyi Klasifikaciya ob yektiv keruvannyaZalezhno vid chisla regulovanih velichin U zalezhnosti vid chisla regulovanih velichin neobhidnih dlya efektivnoyi roboti regulovanih ob yektiv ostanni rozdilyayutsya na ob yekti z odniyeyu i dekilkoma regulovanimi velichinami Ob yekti z odniyeyu regulovanoyu velichinoyu mayut odnu vihidnu Y vih i dekilka vhidnih velichin z yakih odna ye regulyuyuchim vplivom Hr a vsi inshi zburyuyuchimi vplivami Hv1 Hv2 Hvp ris 1 a Zburennya sho diye na ob yekt po tomu zh kanalu sho j regulyuyuchij vpliv nazivayetsya vnutrishnim abo osnovnim Inshi zburennya nazivayutsya zovnishnimi U mezhah nevelikih vidhilen cih velichin promislovi ob yekti regulyuvannya mozhut rozglyadatisya yak linijni sistemi Tomu vidhilennya regulovanoyi velichini Y vih viklikane diyeyu vsih vhidnih velichin dorivnyuye sumi vidhilen viklikanih diyeyu kozhnogo vhidnogo signalu narizno Dlya povnogo opisu dinamichnih vlastivostej ob yekta z odniyeyu regulovanoyu velichinoyu neobhidno znati stilki jogo diferencialnih rivnyan abo harakteristik sho zaminyuyut yih skilki vhidnih velichin vin maye U razi regulovanogo ob yekta z dekilkoma regulovanimi velichinami ris 1 b v chislo regulyuyuchih vpliviv a otzhe i kilkist regulyuyuchih organiv yak pravilo dorivnyuye chislu regulovanih velichin U danomu varianti mozhlivi dva vipadki 1 Kozhnij kanal keruvannya regulyuyuchij organ vplivaye tilki na odnu regulovanu velichinu ris 1 b Tut ob yekt regulyuvannya mozhna rozbiti na vidpovidne chislo nezalezhnih odin vid odnogo lokalnih ob yektiv Todi sistema regulyuvannya ob yekta zagalom skladayetsya z ryadu okremih pidsistem z odniyeyu regulovanoyu velichinoyu yaki mozhut pracyuvati nezalezhno odin vid odnogo Chislo takih pidsistem povinno dorivnyuvati chislu regulovanih velichin ob yekta Realizaciya sistemi keruvannya takim ob yektom ne viklikaye uskladnen 2 Kozhnij kanal keruvannya krim vplivu na regulovanu velichinu za nim zakriplenu pevnim chinom vplivaye i na inshi regulovani velichini ris 1 v U comu vipadku regulovanij ob yekt z dekilkoma vzayemopov yazanimi regulovanimi velichinami formalno mozhe buti predstavlenij takim sho skladayetsya z dekilkoh lokalnih ob yektiv z odniyeyu regulovanoyu velichinoyu kozhnij yak i v pershomu vipadku Odnak potribno vrahovuvati sho na kozhnij z cih lokalnih ob yektiv vplivayut dodatkovi zburyuyuchi vplivi z boku inshih lokalnih ob yektiv Tomu nastrojka danih ob yektiv inodi pov yazana z pevnimi trudnoshami U cih vipadkah isnuyut sposobi realizaciyi principu invariantnosti lokalnih ob yektiv yaki zabezpechuyut yih avtonomnist Za vidom perehidnoyi funkciyi ob yekta regulyuvannya Krivi rozgonu statichnih ob yektiv i yih grafichna obrobka Krivi rozgonu astatichnih ob yektiv i yih grafichna obrobka Za vidom perehidnoyi funkciyi ob yekta regulyuvannya voni klasifikuyutsya na tri kategoriyi stijki nestijki nejtralni Ob yekt stijkij yaksho pislya zakinchennya diyi zovnishnogo impulsnogo zburennya H vin z plinom chasu povernetsya do pochatkovogo stanu ris 2 a Stijki ob yekti chasto nazivayut ob yektami sho volodiyut vlastivostyami samovirivnyuvannya Tilki dlya danih ob yektiv mayut znachennya statichni harakteristiki tomu voni she nazivayutsya statichni ob yekti Nestijki ob yekti harakterizuyutsya tim sho pislya pripinennya diyi zovnishnogo vplivu vihidna velichina Yvih prodovzhuye zminyuvatisya ris 2 b Ci ob yekti ne volodiyut vlastivostyami samovirivnyuvannya i velmi skladni dlya avtomatichnogo regulyuvannya Ci ob yekti chastishe nazivayut astatichnimi U nejtralnih ob yektah abo ob yektah yaki chastkovo volodiyut vlastivistyu samovirivnyuvannya vihidna velichina pislya znyattya zburennya nabuvaye novogo stalogo znachennya ris 2 v Grafichna obrobka krivih rozgonu statichnih i astatichnih ob yektiv dozvolyaye znajti stali chasu ta koeficiyenti v rivnyanni peredavalnoyi funkciyi Statichni i astatichni ob yekti mayut principovo rizni amplitudno fazovo chastotni harakteristiki ris Godograf AFChH astatichnogo ob yekta z transportnim zapiznennyam pri w 0 rivnij neskinchennosti sho negativno poznachayetsya na stijkosti vsiyeyi sistemi regulyuvannya yaka mistit danij ob yekt Za rozpodilom parametriv ob yektiv u prostori Harakternoyu osoblivistyu ob yektiv regulyuvannya ye rozpodil yih parametriv u prostori Inkoli vin neznachnij todi mozhna pripustiti sho parametri ob yekta zoseredzheni v odnij tochci ce ob yekti iz zoseredzhenimi parametrami U protilezhnomu vipadku vidilyayut ob yekti iz rozpodilenimi parametrami Dlya zoseredzhenih ob yektiv zminni sho opisuyut povedinku ob yekta zminyuyutsya tilki v chasi Dlya ob yekta z rozpodilenimi parametrami i u chasi i u prostori Prikladom ob yektiv z rozpodilenimi parametrami mozhe buti dovga liniya elektroperedach magistralni gazo nafto ta produktoprovodi tosho PrimitkiDSTU 3956 2000 Tehnichni zasobi vimiryuvannya ta keruvannya v promislovih procesah Chastina 1 Osnovni ponyattya termini ta viznachennya DSTU 2226 93 Avtomatizovani sistemi Termini ta viznachennya DzherelaPapushin Yu L Bileckij V S Osnovi avtomatizaciyi girnichogo virobnictva Doneck Shidnij vidavnichij dim 2007 168 s ISBN 978 966 317 004 6 Ivanov A O Teoriya avtomatichnogo keruvannya Pidruchnik Dnipropetrovsk Nacionalnij girnichij universitet 2003 250 s Popovich M G Kovalchuk O V Teoriya avtomatichnogo keruvannya Pidruchnik K Libid 1997 544 s ISBN 5 325 00805 6 Enciklopediya kibernetiki tt 1 2 K Golovna redakciya URE 1973 584 s Franklin Gene F J David Powell Abbas Emami Naeini 2002 Feedback Control of Dynamic Systems vid 4 New Jersey Prentice Hall with ISBN 0 13 098041 2 Wescott Tim 2006 Applied Control Theory for Embedded Systems Elsevier Newnes Section 1 2 Anatomy of a Control System ISBN 978 0 7506 7839 1 cherez Google Books