Аналитические методы исследования свойств объектов автоматизации

  Категория » Автоматизация производства » Нормативная документация   


В теории и практике автоматического управления сложились определенные методы исследования свойств объектов: аналитические, экспериментальные, комбинированные. Фактически они предназначены для получения математических моделей (ММ) объектов. Продемонстрируем получения ММ для автоматического регулирования простых объектов. Аналитические методы основаны на изучении свойств объектов на основе исследования процессов, которые в них происходят, с помощью фундаментальных законов физики, химии, теплотехники, гидравлики и других наук. Все эти науки имеют свои законы, описывающие физико-химические превращения вещества, тепло- и массообмен, гидродинамику и т.д.

Аналитические методы исследования свойств объектов автоматизации

Основой для получения аналитических ММ является уравнение материальных и энергетических балансов фазовых превращений и другие. Эти методы называются также неформальными, поскольку они дают возможность глубоко изучить суть процессов в объекте, их внутреннюю структуру. В такие модели в явном виде входят конструктивные особенности объекта (поверхности теплообмена, диаметр и длина труб, объемы рабочих зон и т.д.), режимные параметры и константы (температура, уровень, константы диффузии, теплоотдачи и т.д.), а также характеристики вещества (теплоемкость, плотность и другие). Основное преимущество аналитических (неформальных) ММ - возможность получения общих результатов, перенос последних на класс объектов, многократное использование, раскрытие механизма процессов и другое. В то же время получение аналитических ММ требует много времени, не всегда есть необходимые математические зависимости, а для сложных объектов они громоздкие и неудобные для использования.

Вынужденное принятие ряда допущений при получении ММ снижает точность последних. Важно в таком случае установить адекватность (соответствие) модели объекта, а это требует использования экспериментальных данных. Экспериментальные методы дают возможность получить ММ объекта в определенном виде с применением двух методов: при активном эксперименте на входе объекта создаются специальные сигналы (скачкообразные, гармоничные) при пассивном - используют данные, полученные в процессе нормальной эксплуатации объекта, например, терминалы сбора данных или торговое оборудование для предприятий, с применением методов статистического анализа. Экспериментальные данные объединены в направление, которое называют идентификацией объектов.

При использовании экспериментальных методов часто не раскрывается и не учитывается внутренняя структура объектов, механизм процессов, а только анализируются входы и выходы и устанавливается между ними формальная связь. Среди методов идентификации объектов применяют специальное планирование экспериментов, составление оптимальных планов исследований, использования компьютеров на стадиях получения и анализа ММ. Основным преимуществом экспериментальных методов является их простота, оперативность получения, сведение к удобному виду, уточнения ММ в процессе использования объекта. В то же время неформальные модели имеют ограниченную ценность, так как они справедливы, как правило, только для определенного объекта в конкретных условиях его эксплуатации.

Аналитические методы исследования свойств объектов автоматизации

Комбинированные методы направлены на использование положительных сторон и обоих названных методов. Распространенным комбинированным методом является установление структуры ММ аналитическим путем и определения их параметров экспериментально. Часто формальные экспериментальные характеристики и математические модели получают статистическими методами, которые имеют алгоритмическое и программное обеспечение для работы на компьютерах. Разработаны, например, алгоритмы так называемого метода группового учета аргументов, позволяющие предварительно обработать статистический материал (отсеять аномальные данные), а затем установить такую структуру ММ и ее параметры, которые используются в качестве экспериментального материала.



Вы можете сохранить эту статью:

Аналитические методы исследования свойств объектов автоматизации

из категории » Нормативная документация »  в сервисах:



Просто нажмите на кнопку нужного Вам сервиса и данная статья будет сохранена.

Дополнительная информация по теме:

Современные комбинированные, адаптивные и самонастраивающиеся системы автом ... Современные комбинированные, адаптивные и самонастраивающиеся системы автом ...

В реальных автоматизированных системах часто возникает потребность в компенсации всех трех видов возмущений: координатных, параметрических, структурных. Во многих случаях компенсация одного из возмущений приводит к полной или частичной компенсации других видов возмущений. Для компенсации возмущений ...

Использование математических моделей в АСР Использование математических моделей в АСР

При создании и исследовании автоматических систем регулирования (АСР), то есть, при решении двух основных задач - анализа и синтеза, используют математические модели (ММ). Они представляют собой совокупность математических зависимостей, связывающих выход отдельного элемента или системы в целом с раз ...

Классы заданий и виды управления при автоматизации сложных объектов Классы заданий и виды управления при автоматизации сложных объектов

Согласно указанных заданий организуют такие виды управления:- координатное, при котором с помощью изменения входных величин (расходов материальных и энергетических потоков) изменяют координаты состояния или ограничивают области их допустимых значений или показателей качества;- параметрическое, когда ...

Объекты управления и их свойства Объекты управления и их свойства

В общем понимании автоматизированного управления предприятием объектами автоматизации являются комплексы и отдельные технологические процессы или агрегаты. На нижнем уровне сложных иерархических систем управления, где основными задачами являются логико-программное управление и автоматическое регулир ...

Типичные элементарные звенья АСР Типичные элементарные звенья АСР

Одним из эффективных приемов получения и представления математических моделей (ММ) системы является использование типовых элементарных звеньев. Основная идея этого метода заключается в том, что вводятся элементарные звенья с заданными свойствами, а их перечень дает возможность представить любую авто ...


Для поиска по всем категориям нашего сайта рекомендуем Вам пройти авторизацию либо зарегистрироваться.

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru   "СМАРТ Системы"      © 2007-2016 Все права защищены.