Teoria sterowania - Nauka

Teoria sterowania

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Teoria sterowania jest działem nauki i techniki zajmującym się zachowaniem układów dynamicznych w czasie.

Pożądaną wartość wyjścia układu nazywamy wartością zadaną. Kiedy od jednego lub więcej wyjść układu wymagamy specyficznego zachowania się w czasie, regulator próbuje manipulować wejściem układu tak, aby jego wyjście zachowywało się w pożądany sposób.

Jako przykład posłuży nam sterowanie samochodem, przy czym zależy nam na utrzymaniu stałej jego prędkości. W tym przypadku układem jest samochód, wielkością wyjściową układu - prędkość, wielkością wejściową - przesunięcie pedału gazu, a wartością zadaną - pożądana prędkość.

Najprostszym sposobem na rozwiązanie takiego zadania jest zablokowanie pedału gazu w ustalonej pozycji. Rozwiązanie takie ma jednak podstawową wadę - dobrze sprawdzać się będzie tylko na płaskim terenie. Podczas jazdy pod górę samochód zwolni, a podczas zjeżdżania z góry przyśpieszy.

Taki rodzaj sterowania nazywamy sterowaniem w otwartej pętli (ang. open-loop), ponieważ w układzie nie ma połączenia między wyjściem a wejściem układu. Podstawową wadą takiego rodzaju sterowania jest wpływ dynamiki układu na wartość wyjściową.

[edytuj] Klasyczne sterowanie

Aby uniknąć problemów występujących przy sterowaniu w otwartej pętli, teoria sterowania korzysta z idei sprzężenia zwrotnego (ang. feedback). Wyjście układu y jest porównywane z wartością zadaną r, a różnica tych wielkości, zwana uchybem e jest podana na wejście regulatora C. Dzięki temu regulator posiada informację o aktualnym błędzie sterowania i może tak zmieniać wartość wejściową u obiektu P, aby zmniejszyć uchyb do zera. Co za tym idzie, wielkość wyjściowa układu jest stale utrzymywana możliwie blisko wartości zadanej.

Wadą takiego rozwiązania jest konieczność pojawienia się zakłóceń na wyjściu Y by zostały zauważone, następnie skompensowane przez regulator C. W przypadku mierzalnych sygnałów zakłóceń lepsze efekty daje sterowanie w otwartej pętli (ang. feedforward) od zakłóceń wraz z zamkniętą pętlą od wartości sterowanej.

Taki rodzaj sterowania to sterowanie z zamkniętą ujemną pętlą sprzężenia zwrotnego, która ma właściwości stabilizujące i linearyzujące.

Image:simple_feedback_control_loop.png
Prosty układ automatyki ze sprzężeniem zwrotnym

Jeśli załozymy, że regulator C i obiekt P są liniowe, stacjonarne i jednowejściowe oraz jednowyjściowe, możemy dokonać analizy układu przy użyciu transformaty Laplace'a. Uzyskamy wtedy następujące zależności:

Y(s) = P(s)U(s)
U(s) = C(s)E(s)
E(s) = R(s) − Y(s)

Rozwiązując układ równań wyznaczamy zależność Y(s) od R(s), co daje:

Y(s) = \frac{PC}{1 + PC}R(s)

Wyrażenie \frac{PC}{1+PC} to funkcja przejścia naszego układu.

Jeśli zapewnimy prawdziwość wyrażenia PC >\!\!> 1, to z funkcji przejścia mamy: Y(s) \approx R(s).

Oznacza to, że kontrolujemy wartość wyjściową układu zmieniając po prostu wartość zadaną.

Zobacz też: automatyka, obserwowalność układu, równania stanu, sterowalność układu.






jestesmysuper PODCAST MUSIC na naszej stronie
Nowość na naszej stronie. Od dziś bedziemy promować nowych artystów udostępniając ich utwory wystarczy subskrybować nasz kanał RSS by móc pobierać najnowsze kawałki. W dniu dzisiejszym kawałki twórcy muzyki Trance AmbahJak
AmbahJaK - Dazchust AmbahJaK - Dazchust
AmbahJaK - Treetashki AmbahJaK - Treetashki
AmbahJaK - Float My Boolean AmbahJaK - Float My Boolean
jestesmysuper najnowsze wieści z prac nad stroną
Zajmujemy bardzo dobre pozycje we wszystkich wyszukiwarkach ... Najnowsze informacje o pozycji strony jestesmysuper grupy Jungle is Massive. Kolejne naruszenia regulaminu konkursu.
jestesmysuper kolejna wiadomosc w naszym kanale
kanał RSS jest rozwijany dodajemy kolejną wiadomośc w naszym kanale
Jestesmysuper - Jungle is Massive RSS Start kanału
jestesmysuper RSS to najnowszy kanał RSS grupy Jungle is Massive. Serdecznie zapraszamy do dodawania naszego kanału. Najnowsze informacje i newsy z naszej strony www w twojej przeglšdarce lub readerze kanałów RSS.

brak hosta niezarejestrowana strona no host sprawdz strone niezarejestrowana strona