Аналоговые регуляторы

Тема 3.1 Аналоговые (непрерывные) и дискретные регуляторы. Дискретная модель ПИД-регулятора. Позиционный алгоритм. Определение частоты выборки в системах управления. Предотвращение интегрального насыщения.

Лекция 6

Цвет и строение формы города

Градостроительная форма, синтези­рующая пластику природного ландшаф­та и объемы архитектурных масс, в из­вестной мере предопределяет развитие цветовой среды города: регулярная форма тяготеет к полихромии упоря­доченной, но относительно монотонной, хаотическая же форма — к неупорядо­ченной, но разнообразной и жи­вописной.

На формирование цветовой среды города существенно влияют такие ка­чества градостроительной формы, как монолитность и пространственность. Это связано с фундаментальными зако­номерностями взаимодействия цвета и геометрического вида объемно-пространственной формы, которые ранее ис­следовались автором [29, 30, 31, 32], Монолитные формы скорее предпола­гают монохромию или полихромию низ­кой активности, формы средней расчле­ненности — наиболее активную поли­хромию, а формы значительно расчле­ненные, как бы растворяющиеся в прост­ранстве, снова предполагают низкую активность полихромии, приближаю­щуюся к монохромии *

В композиции цвета архитектурного комплекса следует прежде всего разде­лять здания различного назначения, добиваясь ясных цветовых характе­ристик, соответствующих сущности ти­пологического контраста.

Регуляторы можно строить на основе как аналоговой, так и цифровой техники. Со­ответственно, для анализа и проектирования аналогового и цифрового регулятора требуются разные математические методы. Хотя цифровая технология позволяет хорошо моделировать работу аналоговой системы управления, т. е. реализовать аналоговые понятия цифровыми средствами, ее возможности гораздо шире. Например, можно построить нелинейные и самонастраивающиеся регуляторы, которые нельзя создать на основе только аналоговых средств. Главная проблема цифрового управления — найти соответствующую структуру регулятора и его параметры. После определения этих параметров реализация алгоритмов управления обычно представляет собой простую задачу. Помимо этого, каждый регулятор должен включать средства защиты, предотвращающие опасное развитие процесса под действием регулятора в нештатных ситуациях.

Многие производственные процессы характеризуются несколькими входными и выходными параметрами. В большинстве случаев внутренние связи и взаимодействие соответствующих сигналов не имеют принципиального значения, и процессом можно управлять с помощью набора простых регуляторов, при этом каждый контур управления обрабатывает одну пару вход/выход. Такой подход используется в системах прямого цифрового управления.

Передаточная функция G(s) линейной динамической системы была определена в разделе 3.3.4. Такое описание системы удобно для проектирования некоторых ти­пов регуляторов, например ПИД-регулятора, если процесс имеет только один вход и один выход и, соответственно, описывается одной простой передаточной функцией. Ниже мы будем рассматривать только такие системы. В других случаях систему удобнее описывать в пространстве состояний (раздел 3.3.2) и строить регулятор на основе этой модели. Эта процедура обсуждается в разделе 6.10.

И физический процесс, и регулятор представляют собой динамические системы, которые можно описать дифференциальными уравнениями или передаточными функциями. Математически сам процесс и его регулятор описываются одинаково. Однако, с практической точки зрения, между ними есть существенная разница. Передаточная функция G(s) физического процесса или его уравнения состояния считаются неизменными, т. е. коэффициенты уравнений (3.1) и (3.3) не могут изменяться, так как они определяются физической природой процесса. С другой стороны, передаточная функция или уравнения состояния для регулятора включают коэффициенты, которые можно выбрать в известной степени, произвольно. Важной задачей проектирования регулятора является именно определение этих параметров.

Необходимо также иметь в виду, что в общем случае определение передаточной функции G(s) технического процесса представляет собой сложную задачу. К счастью, многие стратегии управления можно применять и без детальной и точной модели процесса.

Дата добавления: 2014-01-07