Avtomatik boshqarish prinsiplari va vazifalari
Avtomatik boshqarish-bevosita insonning ishtirokisiz berilgan ishlash algoritmi bo‘yicha texnik ob’ektlarni boshqarish (jarayonni, asboblarni,
mashinalarni, tizimlarni). Avtomatik boshqarish texnik vositalar yordamida, boshqariladigan ob’ekt holati haqidagi axborotlarni avtomatik ravishda yig‘ishni va ishlov berishni ta’minlash (datchiklar, analizatorlar, o‘zgartgichlar, EHM va boshqalar) va zarur bo‘lgan boshqarish ta’sirlarini uning ijrochi organlari uchun tuzish (tuzuvchilar, kuchaytirgichlar, o‘zgartirgichlar, rostlagichlar, ijrochi mexanizmlar va boshqalar).
Avtomatik boshqaruvni amalga oshiruvchi texnik vositalar majmui avtomatik boshqarish tizimni (ABT) tashkil qiladi. Avtomatik boshqarishning vazifasi, real foydalanish sharoitidagi boshqarish ob’ektini, bajarilishi talab etilgan funksiyalarini insonni ishtirokisiz bajarishni o‘z ichiga olishdan iborat.
Avtomatik boshqarish uni sozlash bo‘yicha ekstremal, optimal (maqbul) va adaptivlarga (moslashgan) ajratiladi. Ekstremal tizimlarda, chiqishdagi qiymat, oldindan aniqlanmagan va bilib bo‘lmas darajada o‘zgaradigan, barcha mumkin bo‘lganlardan doim ekstremalini qabul qilsin. Uni topish uchun tizim uncha katta bo‘lmagan sinash uchun belgilangan harakatlarni bajaradi va chiqish qiymatini ushbu sinov harakatlardan ta’sirlanishini tahlil qiladi. Shundan so‘ng boshqaruv ta’sirlari ishlab chiqiladi, ular chiqish qiymatini ekstremal qiymatga yaqinlashtiradi. Jarayon uzluksiz davom etadi va faqat teskari aloqadan foydalangan holda bajariladi.7
Maqbul tizimlar, ekstremal tizimlarning murakkabroq varianti hisoblanadi. Bunda, odatda, g’alayon va chiqish qiymatlarini o‘zgarish xarakteri, boshqarish ta’sirlarini chiqish qiymatlariga xarakteri haqidagi ma’lumotlarga ishlov beriladi, evristik xarakterga ega bo‘lgan ma’lumotlar hamda nazariy ma’lumotlar ishlatilishi mumkin sh.o‘.
Adaptiv tizimlarda, parametrlarni avtomatik tarzda qayta sozlash yoki ABTning prinsipial sxemasini o‘zgaruvchan tashqi sharoitlarga moslashtirish
maqsadida o‘zgartirish imkoniyati ko‘zda tutilgan. Shunga muvofiq o‘zi sozlanuvchi va o‘zi tashkil etuvchi adaptiv tizimlarga bo‘linadi.
Boshqarish ob’ektining haqiqiy holati, ABTning bir qismi sifatida, ishchi parametrlarning vektorlari (majmui) bilan aniqlanadi. Umumiy holatda ular vaqt funksiyasi hisoblanadi. Ushbu vektorlarni avtomatik boshqariladigan ob’ekt bilan aloqasi 2- rasmda ko‘rsatilgan.
rasm. Avtomatik boshqariladigan ob’ekt bilan aloqasi8
Bunda, X(t) – ob’ektning kirish parametrlari vektori, ob’ektning funksional vazifasi va uning ishlash tartibi bilan aniqlanadi;
Y(t) – ob’ektning chiqish parametrlari vektori, rostlash yoki boshqarishga
ega;
Z(t)–g’alyonlanish vektori, atrof muhitdan va ABT ning ichida
g’alayonlanuvchi ta’sirlarning majmuasini tashkil etadi; U(X,Y,Z,t)–boshqaruvchi ta’sirlar vektori.
Ishchi parametrlar jismoniy qiymatlarni o‘z ichiga oladi: bosim, sarf, tezlik (chiziqli va aylanuvchan), harorat, kuchlanish, tok kuchi, chiziqli va burchak surilishlari va sh.o‘.
Avtomatik boshqarishning vazifasi, boshqaruv ta’sirlarni U(X,Y,Z,t) shunday qonunini tuzish kerakki, bunda boshqarish ob’ektining kirish X(t) va chiqish Y(t) parametrlari orasidagi berilgan nisbat ta’minlansin, g’alayon ta’sirlar Z(t) mavjud bo‘lganda.
Boshqarish maqsadiga bog‘liq holda, boshqarish masalasining to‘rt turidan birontasiga oid deb topilishi mumkin: stabilizatsiyalash, kuzatish, optimallashtirish (maqbullashtirish), dasturni bajarish.
Stabillashtirish masalasi, chiqish parametrini Y(t), kirish parametri X(t) o‘zgarganda va g’alayon Z(t) mavjud bo‘lganda, doimiy saqlab qolish hisoblanadi. Stabillashtirish masalasiga misol, transformatorning ikkilamchi cho‘lg‘amidagi kuchlanishni doimiy saqlab turish.
Kuzatish masalasi, agar chiqish parametrini Y(t) o‘zgarishi oldindan aniqlanmagan bo‘lsa, lekin uning bir qancha chegaraviy qiymatlari aniq bo‘lsa, bu holda boshqarish ta’sirlaridan foydalanish zarur bo‘ladi. Misol, avariyaviy yoki ogohlantirish signalizatsiyasi.
Maqbullash masalasi, (optimallashtirish) ma’lum mezonlar bo‘yicha tanlab olingan boshqarish maqsadini minimizatsiyalash yoki masimizatsiyalashni o‘z ichiga oladi. Misollar, foydali ish koeffitsiyentining maksimal qiymatiga mos bo‘lgan transformatorning maqbul yuklamasini saqlab turish yoki yuklamani zarur quvvat koeffitsiyenti qiymatini saqlab turish, bunda elektr energiyaga narxlar minimal bo‘ladi.9
Dasturni bajarish masalasi, chiqish parametrini Y(t) qat’iy algoritm bo‘yicha o‘zgartirish zarur bo‘lgan hollarda sodir bo‘ladi. Misollar, elektr jihozlarni ma’lum vaqtda ishga tushirish va o‘chirish, generatorni tarmoq bilan parallel ishlashga ulash va sh.o‘.
Boshqarish masalalarini yechishda uchta fundamental boshqarish prinsiplaridan foydalaniladi: uzilgan boshqarish, g‘alayon bo‘yicha boshqarish (kompensatsiyalash prinsipi) va tutashgan (ulangan) boshqarish (teskari aloqa prinsipi yoki og‘ish bo‘yicha boshqarish). Ikkita oxirgi prinsiplardan birgalikda foydalanish mumkin, boshqarishni kombinatsiyalangan prinsipini tashkil etib.
Uzilgan yoki dasturiy boshqarish prinsipini amalga oshirish mumkin, agar ob’ektning barcha parametrlari ma’lum bo‘lsa, kirish X(t), chiqish Y(t) va g‘alayon Z(t). Dasturiy avtomatik boshqarishni amalga oshirish blok sxemasi 3- rasmda keltirilgan.
rasm. Avtomatik boshqarishni amalga oshirish blok sxemasi10 Dasturiy boshqarish prinsipida boshqarish ta’sirini U(X,Y,Z,t) boshqarish
qurilmasida shunday tuzish kerakki, bunda zarur bo‘lgan chiqish parametrlarini Y(t) tutib tursin. Bunday tizimlarda kirish X(t) va g‘alayon Z(t) parametrlari boshqarish ta’sirlari U(X,Y,Z,t) algoritmiga ta’sir ko‘rsatmaydi. Uzilgan boshqarishga misol tariqasida, masalan, konveyr yoki transparter elektr dvigatellarini boshqarish, qayta-qisqa vaqtli tartibda, ishlash va to‘xtashning aniq vaqt qiymati bilan, ishlovchi.
Kompensatsiyalash yoki g‘alayon bo‘yicha boshqarish prinsipi, shunday g‘alayonlarni U(X,Y,Z,t) boshqarish amalga oshirishga asoslanganki, g‘alayonlarni Z(t) to‘la kompensatsiya qilsin. G‘alayon bo‘yicha avtomatik boshqarish prinsipini amalga oshirish blok-sxemasi 4-rasmda keltirilgan.
Ushbu boshqarish prinsipi tez ishlashi va barqarorligi bilan farqlanadi. Lekin, barcha g‘alayonlarni hisobga olish murakkabligi bo‘yicha kamchilikga ega. Bunday holat boshqarish tizimini murakkablashtirishga olib keladi, chunki faqat aniqlangan va nazorat qilinadigan g‘alayonlar kompensatsiyalanishi mumkin.
rasm. Avtomatik boshqarish prinsipini amalga oshirish blok-sxemasi
Og‘ish bo‘yicha boshqarish prinsipi, boshqarish ta’sirlarini ishlab chiqarish bilan amalga oshiriladi. Uning ko‘rinishi boshqaruv miqdorini berilgan qiymatdan og‘ish darajasining funksiyasi hisoblanadi. Ushbu prinsipni amalga oshirish blok- sxemasi 5-rasmda keltirilgan.
rasm. Avtomatik boshqarish prinsipini teskari aloqa zanjiri sxemasi11 Og‘ish bo‘yicha boshqarishda, boshqarish qurilmasining kirishiga teskari
aloqa zanjiri TA orqali, chiqishdagi parametrning Y(t) haqiqiy qiymati,
shuningdek shu parametrning berilgan qiymati Y(t)z uzatiladi. Buning natijasida boshqarish qurilmasining kirishida og‘ish signali tuziladi Δ= Y(t)– Y(t)z. Bu signal boshqarish ta’sirini U(X,Y,Z,t) shunday miqdori va yo‘nalishini ishlab chiqishda qo‘llaniladi. Bunda, og‘ish signali Δ nolga intiladi va tizimning barcha elementlari tutashgan zanjirni tashkil etadi, boshqarish konturini. Og‘ish bo‘yicha boshqarish, sodir bo‘lish joyi va g‘alayon ta’siri sababidan qat’iy nazar kelib chiqadi. Bu esa, boshqarish ob’ektini chiqishdagi parametrini yuqori aniqlikda ushlab turish imkonini beradi. Og‘ish bo‘yicha boshqarishning kamchiliklari, nisbatan yuqori bo‘lmagan ishlashi va barqaror bo‘lmagan tartiblarda ishlashni sodir bo‘lish ehtimolligi.
Kombinatsiyalashgan boshqarish prinsipi, g‘alayon va og‘ish bo‘yicha boshqarish prinsiplari majmuasidan tashkil topadi. Ushbu prinsipni amalga oshirish blok-sxemasi 6-rasmda keltirilgan.
rasm. Kombinatsiyalashgan boshqarish prinsipi sxemasi12
Ushbu prinsip aniqlikni va rostlash tezligini oshirish imkonini beradi, lekin unda amalga oshirilgan ABT murakkab struktura va yuqori narxga ega bo‘ladi.
Elektr ta’minoti tizimlari ABT ida barcha ko‘rib chiqilgan boshqarish prinsiplari qo‘llaniladi, lekin ko‘proq og‘ish bo‘yicha yoki kombinatsiyalashgan boshqarish prinsiplari ishlatiladi.
|
