ФГОУ СПО «Череповецкий металлургический колледж»
Министерство образования и науки Российской Федерации
Специальность: 220301
«Автоматизация технологических
процессов и производств»
Доклад на тему:
«Агрегирование и декомпозиция систем»
Выполнил: Тихомиров К.М.,
студент группы 5-АТП
Проверил: Гонца В.И.,
преподаватель колледжа
Череповец
2011 г.
Примером агрегирования систем может послужить простейший LC-фильтр нижних частот. В его состав входят: катушка индуктивности и конденсатор. Рассмотрим данную систему и её составляющие подробнее:
Катушка индуктивности:
Катушка индуктивности в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время оказывает сопротивление переменному току, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.
Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением величина которого равна: , где L — индуктивность катушки, — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.
Конденсатор:
Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. реактивное сопротивление конденсатора равно: . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).
LC-фильтр:
На рисунке 1 показан пример простейшего LC-фильтра нижних частот: при подаче сигнала определённой частоты на вход фильтра (слева), напряжение на выходе фильтра (справа) определяется отношением реактивных сопротивлений катушки индуктивности (XL = ωL) и конденсатора (XC = 1 / ωC).
Рисунок 1 – LC – фильтр нижних частот.
Коэффициент передачи ФНЧ можно вычислить, рассматривая делитель напряжения, образованный частотно-зависимыми сопротивлениями. Комплексное (с учетом сдвига фаз между напряжением и током) сопротивление катушки индуктивности есть ZL = jωL = jXL и конденсатора ZC = 1 / (jωC) = − jXC, где , поэтому, для ненагруженного LC-фильтра.
Подставляя значения сопротивлений, получим для частотно-зависимого коэффициента передачи:
Как видно, коэффициент передачи ненагруженного идеального ФНЧ неограниченно растет с приближением к частоте , и затем убывает. На очень низких частотах коэффициент передачи ФНЧ близок к единице, на очень высоких — к нулю. Вообще, зависимость модуля комплексного коэффициента передачи фильтра от частоты называют амлитудно-частотной характеристикой (АЧХ), а зависимость фазы — фазо-частотной характеристикой (ФЧХ).
В реальных схемах к выходу фильтра подключается активная нагрузка, которая понижает добротность фильтра и предотвращает острый резонанс АЧХ вблизи частоты . Величину называют характеристическим сопротивлением фильтра. ФНЧ, нагруженный на сопротивление, равное характеристическому, имеет нерезонансную АЧХ, примерно постоянную для частот < , и убывающую как 1 / на частотах выше . Поэтому, частоту называют частотой среза.
Таким образом LC-фильтр нижних частот – результат агрегирования катушки индуктивности и конденсатора.
Под декомпозицией понимается выполнение операций по разделению целого на части, поэтому любая классификация какой-либо системы будет являться декомпозицией(т.е. разделение системы на подсистемы; разделение сложного, на более мелкие составные части). Рассмотрим классификацию систем автоматического управления, как пример декомпозиции:
По характеру управления:
§ системы управления
§ системы регулирования
По характеру действия:
§ системы непрерывного действия
§ системы дискретного действия
По степени использования информации о состоянии объекта управления:
§ управление с ОС
§ управление без ОС
По степени использования информации о параметрах и структуре объекта управления:
§ адаптивный
§ неадаптивный
§ поисковый
§ беспоисковый
§ с идентификацией
§ с переменной структурой
По степени преобразования координат в САУ:
§ детерминированный
§ стохастический (со случайными воздействиями)
По виду математической модели преобразования координат:
§ линейные
§ нелинейные (релейные, логические и др.)
По виду управляющих воздействий:
§ аналоговые
§ дискретные (прерывные, импульсные, цифровые)
По степени участия человека:
§ ручные
§ автоматические
§ автоматизированные (человек в управлении)
По закону изменения выходной переменной:
§ стабилизирующая: предписанное значение выходной переменной является неизменным.
§ программная: выходная переменная изменяется по определённой, заранее заданной программе.
§ следящая: предписанное значение выходной переменной зависит от значения неизвестной заранее переменной на входе автоматической системы.
По количеству управляемых и регулируемых переменных:
§ одномерные
§ многомерные
По степени самонастройки, адаптации, оптимизации и интеллектуальности:
§ экстремальные
§ самонастраивающиеся
§ интеллектуальные
По воздействию чувствительного (измерительного) элемента на регулирующий орган:
§ системы прямого управления
§ системы косвенного управления
Классификация систем автоматического управления и будет являться декомпозицией, так как только поделив (классифицировав), их можно более подробно изучить. Также исходя из этой же классификации, при рассмотрении изучаемой системы, мы можем определить, к какому виду она относится и уже исходя из этого, в полной мере изучить её свойства и функции, то есть поделить систему на составные части.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|