Моделирование систем оптимального управления

 

Развитие цифровых информационно-измерительных комплексов привело к тому, что все чаще управление объектом в процессе его функционирования осуществляется с помощью компьютера. При этом центр тяжести процесса проектирования системы управления приходится на алгоритмическое и программное обеспечение.

Основные понятия цифровых систем управления

 

Включение ЭВМ в контур управления неизбежно создает особые условия его реализации, основными из которых являются: дискретность формируемого управления по времени и запаздывание подачи управляющего воздействия на приводы рулевых органов по отношению к моменту выдачи измерительной системой всей необходимой информации. Такие системы управления оперируют только с цифровой информацией и называются цифровыми системами управления.

Цифровую систему управления непрерывным объектом с замкнутой обратной связью схематично можно изобразить следующим образом (рис. 8.3.1):

 

 

Рис. 8.3.1

Работа системы управления синхронизируется в ЭВМ таймером реального времени, который определяет момент поступления информации об объекте и момент воздействия управляющего сигнала на объект. При этом состояние объекта измеряется только в дискретные моменты времени. На входе в систему управления непрерывный вектор состояния  преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем (АЦП), а на выходе цифровой вектор управляющих воздействий  преобразуется в непрерывный сигнал  цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП).

Момент времени, в который происходит преобразование непрерывной информации в дискретную, называется моментом квантования управляющего воздействия и обозначается . Промежуток времени  между двумя моментами квантования называется периодом квантования.

Квантование – неизбежный процесс в цифровых системах управления, обусловленный дискретной природой самих ЭВМ. Будем полагать, что для управления исходным непрерывным объектом используется цифровая система, формирующая кусочно-постоянный вектор управления  с моментом и периодом квантования, совпадающим с моментом и периодом поступления в ЭВМ информации об объекте. При этом непрерывность управляющего сигнала при воздействии на объект достигается путем сохранения его постоянной величины между формированиями. Таким образом, управление принадлежит к классу кусочно-постоянных непрерывных слева функций с фиксированным периодом квантования . Если  достаточно мало, то цифровая система управления функционирует почти как непрерывная, так как потери информации за счет квантования будут незначительными. Но слишком малое время  может оказаться недостаточным для формирования управляющего сигнала, так как реализация систем управления в реальных условиях движения объекта характеризуется большой сложностью, при этом формирование управляющих воздействий должно осуществляться за время, пренебрежительно малое в сравнении со скоростью изменения внешней среды и самого объекта.

 

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться: