пользователей: 21251
предметов: 10459
вопросов: 177801
Конспект-online
зарегистрируйся или войди через vk.com чтобы оставить конспект.
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

I семестр:
» Автоматизация

Методы построения математических моделей объектов управления

Для синтеза АСР и еѐ отдельных элементов, а  также исследования их характеристик необходимо иметь уравнения, связывающие входные и выходные параметры. Уравнения могут быть получены аналитическим, экспериментальным и экспериментально-аналитическим методами.

Аналитический  метод  заключается  в  составлении  математического описания объекта, при котором находят уравнения статики и динамики на основе фундаментальных законов, описывающих физические и химические процессы, протекающие в исследуемом объекте с учетом конструкции аппаратуры и характеристик перерабатываемых веществ. Например:  законы сохранения вещества и энергии, а также кинетические закономерности процессов химических превращений, переноса тепла и массы. Аналитический метод применяют при проектировании новых технологических объектов, физико-химические процессы которых достаточно хорошо изучены. 

Достоинства:

- не требует проведения экспериментов на реальном объекте;

- позволяет определить математическое описание еще на стадии проектирования системы управления;

- позволяет учесть все основные особенности динамики объекта управления - нелинейность, нестационарность, распределенные параметры и т.д.;

- обеспечивает  получение  универсального  математического  описания, пригодного для широкого класса аналогичных объектов управления.

Недостатки:

- трудность получения достаточно точной математической модели, учитывающей все особенности реального объекта;

- проверка адекватности модели и реального процесса требуют проведения натурных экспериментов;

- многие математические модели  имеют  ряд  трудно  оцениваемых  в  численном выражении параметров 

Экспериментальный метод состоит в определении характеристик реального объекта путем постановки на нем специального эксперимента. Метод прост, обладает малой трудоемкостью и позволяет достаточно точно определить свойства конкретного объекта. 

Экспериментальные методы  определения  динамических  характеристик делятся на:

  методы определение временных характеристик объекта управления;

  методы определение частотных характеристик объекта управления.

Временные методы определения динамических характеристик делятся, в свою очередь, на активные и пассивные. Активные методы предполагают подачу  на  вход  объекта  пробных  тестирующих  сигналов,  (ступенчатый  или прямоугольный импульсы, периодический двоичный сигнал). 

Достоинства:

  достаточно высокая точность получения математического описания;

  относительно малая длительность эксперимента.

В пассивных методах на вход объекта не подаются никакие пробные сигналы, а лишь фиксируется естественное движение объекта в процессе его нормального функционирования. Полученные массивы данных о  входных  и выходных сигналах обрабатываются статистическими методами. 

Недостатки:

 невысокая точность получаемого математического описания, (т.к. отклонения от нормального режима работы малы);

 необходимость накопления больших массивов данных с целью повышения точности (тысячи точек); 

 если эксперимент проводится на объекте, охваченном системой регулирования, то наблюдается эффект корреляции (взаимосвязи) между входным и выходным сигналами объекта через регулятор. Такая взаимосвязь снижает точность математического описания.

При экспериментальном методе невозможно выявить функциональные связи между свойствами перерабатываемых и получаемых веществ, режимными показателями  технологического  процесса  и  конструктивными  характеристиками объекта. Этот недостаток не позволяет распространить на другие однотипные объекты результаты, полученные экспериментальным методом.

Наиболее  эффективным  является  экспериментально-аналитический метод, когда, используя аналитически полученную структуру объекта, ее параметры определяют в ходе натурных  экспериментов. Являясь комбинацией аналитического  и  экспериментального  способов,  этот  метод  учитывает  их преимущества и недостатки.


17.01.2014; 02:22
хиты: 64
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2016. All Rights Reserved. помощь