СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… | 8 |
| 1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ…………………………………………………… | 9 |
| 1.1 Фундаментальные принципы управления…………………………………. | 9 |
| 1.2 Постановка задачи…………………………………………………………… | 16 |
| 2. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА………………………………………. | 17 |
| 2.1 Проведение эксперимента по основному каналу………………………….. | 17 |
| 2.2 Проведение эксперимента по внутреннему каналу ………………………. | 18 |
| 2.3 Проведение эксперимента по каналу возмущения………………………... | 18 |
| 2.4. Идентификация каналов и методом симою и проверка аппроксимацию | 19 |
| 2.4.1 Основной канал …………………………………………………………… | 19 |
| 2.4..2 Аппроксимированная кривая разгона…………………………………… | 20 |
| 2.4.3 Внутренний канал ………………………………………………………… | 20 |
| 2.4..4 Канал по возмущению……………………………………………………. | 22 |
| 3. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ НАСТРОЕК РЕГУЛЯТОРА ОДНОКОНТУРНОЙ СИСТЕМЫ………………………………………... | 24 |
| 3.1 Расчет настроек по внутреннему каналу…………………………………... | 26 |
| 3.2 Выбор и расчет передаточной функции эквивалентного объекта……….. | 28 |
| 3.3 Расчет оптимальных настроек внешнего регулятора……………………... | 28 |
| 3.4 Расчет компенсирующего устройства……………………………………… | 31 |
| 3.5 Комбинированная система управления с подачей ………………………... | 32 |
| 3.6 Расчет оптимальных настроек регулятора одноконтурной системы реального объекта……………………………………………………………. | 34 |
| 3.7 Расчет оптимальных настроек каскадной системы……………………….. | 37 |
| 3.8 Выбор и расчет передаточной функции эквивалентного объекта……….. | 39 |
| 3.9 Комбинированная система управления с подачей дополнительного воздействия на вход регулятора……………………………………….……. | 43 |
| 3.10 Анализ переходных процессов……………………………………………. | 46 |
| 3.10.1 Анализ переходных процессов модели………………………………… | 46 |
| 3.10.2 Анализ переходных процессов реального объекта…………………….. | 46 |
| 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………… | 47 |
| 4.1. Расчет экономической эффективности……………………………………. | 47 |
| 4.2. Расчёт затрат труда на отладку программы……………………………………...… | 48 |
| 4.3.Расчёт средней зарплаты программиста…………………………………… | 49 |
| 4.4 Расчёт полных затрат на эксплуатацию ЭВМ……………………………... | |
| 5. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ………………………… | 56 |
| 5.1 Безопасность оборудования и производственные процессы……………... | 67 |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………… | 74 |
| СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………… | 76 |
ВВЕДЕНИЕ
В своем послании от 2011 г. Президент Республики Казахстана Н.А. Назарбаев «Построим будущее вместе» сегодня в условиях ухудшения мировой конъюнктуры мы должны активизировать внутренние инвестиционные ресурсы с растущей ролью государственных холдингов, институтов развития, социально предпринимательских корпораций.
Для осуществления автоматического управления техническим процессом создается система, состоящая из управляемого объекта и связанного с ним управляющего устройства. Как и всякое техническое сооружение, система должна обладать конструктивной жесткостью и динамической прочностью. Эти чисто механические термины в данном случае несколько условны. Они означают, что система должна выполнять заданные ей функции с требуемой точностью, несмотря на инерционные свойства и на неизбежные помехи.
С необходимостью построения регуляторов первыми, по-видимому, столкнулись создатели высокоточных механизмов, в первую очередь часов. Даже очень небольшие, но действующие непрерывно помехи, накапливаясь, приводили в конечном итоге к отклонениям от нормального хода, недопустимым по условиям точности. Противодействовать им чисто конструктивными средствами, например, улучшая точность и чистоту обработки деталей, повышая их массу или увеличивая полезные усилия, не всегда удавалось, и для повышения точности в состав часов стали вводить регуляторы. На рубеже нашей эры арабы снабдили поплавковым регулятором уровня водяные часы. В 1675г. Х. Гюйгенс встроил в часы маятниковый регулятор хода.
Другой причиной, побуждавшей строить регуляторы, была необходимость управлять процессами, подверженными столь сильным помехам, что при этом утрачивалась не только точность, но зачастую и работоспособность системы вообще. Предшественниками регуляторов для подобных условий можно считать применявшиеся еще в средние века центробежные маятниковые уравнители скорости хода водяных мукомольных мельниц.
В основных направлениях экономического и социального развития становится задача развивать производство электронных устройств регулирования и телемеханики, исполнительных механизмов, приборов и датчиков систем комплексной автоматизации сложных технологических процессов, агрегатов, машин и оборудования.
Значение теории автоматического управления в настоящее время переросло в рамки непосредственно технических систем. Динамически управляемые процессы имеют место в живых организмах, в экономических и организационных человеко-машинных системах. Законы динамики в них не являются основными и определяющими принципы управления, как это свойственно техническим системам, но тем не менее их влияние зачастую существенно и отказ от их учёта приводит к крупным потерям. В автоматизированных системах управления (АСУ) технологическими процессами роль динамики бесспорна, но она становится всё более очевидной и в других сферах действия АСУ по мере расширения их не только информационных, но и управляющих функций.
Техническая кибернетика призвана решать задачи теоретического анализа и развития методов технического конструирования элементной базы систем управления. Выделение этого раздела технической кибернетики в самостоятельную научную дисциплину «Элементы систем автоматического управления и контроля» явилось следствием накопления большого объёма материала, посвященного исследованиям различных устройств автоматики и его систематизации.
Опыт, накопленный при создании автоматизированных и автоматических систем управления, показывает, что управление различными процессами основывается на ряде правил и законов, часть из которых оказывается общей для технических устройств, живых организмов и общественных явлений. Изучение процессов управления, получения, преобразования информации в технических, живых и общественных системах составляет предмет кибернетики, важным разделом который является техническая кибернетика, включая анализ информационных процессов управления техническими объектами, синтез алгоритмов управления и создание систем управления, реализующих эти алгоритмы.
1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
1.1 Фундаментальные принципы управления
Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляет собой организованную и упорядоченную совокупность действий - операций, которые делятся на два основных вида: рабочие операции и операции управления. К рабочим операциям относятся действия, непосредственно необходимые для выполнения процесса в соответствии с теми природными законами, которыми определяется ход данного процесса, например, снятие стружки в процессе резанья изделия на станке, перемещение экипажа, вращение вала двигателя и т.п. Для облегчения и усовершенствования рабочих операций используются различные технические устройства, частично или полностью заменяющие человека в данной операции. Замена труда человека в рабочих операциях называется механизацией. Цель механизации состоит в высвобождении человека в тяжёлых операциях, требующих больших затрат физической энергии (земляные работы, подъём грузов), во вредных операциях (химические, радиоактивные процессы), в «рутинных» (однообразных, утомительных для нервной системы) операциях (завинчивание однотипных винтов при сборке, заполнение типовых документов, выполнение стандартных вычислений и т.п.).
Для правильного и качественного выполнения рабочих операций необходимы сопровождающие их действия другого рода - операции управления, посредством которых обеспечиваются в нужные моменты начало, порядок следования и прекращение рабочих операций, выделяются необходимые для их выполнения ресурсы, придаются нужные параметры самому процессу - направления, скорости, ускорения рабочему инструменту или экипажу; температура, концентрация химическому процессу и т.д. Совокупность управляющих операций образует процесс управления.
Операции управления так же частично или полностью могут выполняться техническими устройствами. Замена труда человека в операциях управления называется автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления, - автоматическими устройствами . Совокупность технических устройств (машин, орудий труда, средств механизации), выполняющих данный процесс, с точки зрения управления является объектом управления . Совокупность средств управления и объекта образует системы управления. Система, в которой все рабочие и управляющие операции выполняются автоматическими устройствами без участия человека, называются автоматической системой. Система, в которой автоматизирована только часть операций управления, а другая часть (обычно наиболее ответственная) выполняется людьми, называется автоматизированной (или полуавтоматической) системой.