Автоматизация проектирования систем управления.

При проектировании СУ ЭВМ используется не столько для осуществления расчетов, сколько для моделирования. Моделирование при проектировании преследует разные цели: выбор структуры и параметров системы, определение значений параметров, влияющих на показатели качества, исследование системы при различных задающих и возмущающих воздействиях, определение чувствительности системы к отказу…

TRACE MODE – предназначена для разработки крупных распределенных АСУ ТП широкого профиля, включая десятки АРМов и контроллеров; позволяет создавать операторские станции и программировать контроллеры. Обладает единым сетевым временем. Связь с клиентскими модулями системы УСО, СУБД, и приложениями осуществляется через стандартные интерфейсы.

MATLAB – средство мат. моделирования, обеспечивающее проведение исследования практически во всех областях науки и техники. При этом, структура пакета позволяет сочетать два основных подхода к созданию модели: аналитический и имитационный. Пакет содержит библиотеку (более 800) функциональных элементов, разбитую на подразделы.

Пакет ориентирован на работу с массивами данных (матриц и векторов), что позволяет повысить эффективность процедур с указанными типами данных.

1. Задача синтеза систем управления.

Под синтезом СУ понимают такое ее исследование , в результате которого по данным показателям качества находят необходимую структуру системы, параметры ее элементов и способы реализации. Такая задача называется сложной задачей синтеза. Частная задача заключается в определении передаточных функций системы и параметров корректирующих устройств, включение которых в систему, обеспечивает получение нужных показателей качества.

Существует несколько различных постановок задач синтеза. Рассмотрим наиболее распространенные, когда управляющий сигнал описывается медленно меняющейся функцией времени, а сигнал возмущения отсутствует. В этом случае задачу синтеза выполняют следующим образом:

1. По техническим условиям для данного объекта выбирают регулирующий орган с силовым приводом (усилитель, датчик), затем, соединяя все устройства линиями связи, формируют неизменную часть системы.

2. По статическим и динамическим характеристикам устройств составляют передаточные функции отдельных элементов (получают структурную схему).

3. По заданным требованиям на запасы устойчивости по фазам, модулям, показателям качества и устойчивости строят ЛАФЧХ всей разомкнутой системы.

4. По ЛАФЧХ определяют коэффициенты усиления дополнительно вводимых усилителей и тип корректирующих устройств.

В результате этих процедур, составляют полную структурную схему замкнутой САУ с передаточными функциями отдельных устройств.

2. В аппаратуре установлено N=400 транзисторов. Интенсивность отказов при работе l_р=10^-4 отк./час; интенсивность отказов при хранении l_хр=10^-5 отк./час; время работы t_р=500 час в год на каждый транзистор.

Рассчитать ЗИП на один год. Приняв вероятность обеспечения ЗИП γ=0,98. Продолжительность года в часах составляет T = 8760час. Зависимость функции R =φ(γ,n_ср) к определению количества запасных элементов приведена в таблице

Таблица – Зависимость функции R =φ(γ,n_ср)

Ответ:

Ожидаемое среднее число отказов n_ср= λ_рt_pN = 10^-4·400·500 = 20.

По таблице при γ=0,98 находим число запасных элементов R=29.

Находим поправку r=Rλ_хрt_хр=29·10^-5·8760=2,5404.

Округляя до ближайшего большего, полагаем r=4. В ЗИП необходимо иметь R₀=R+r=29+3=32 транзистора.

1. Гибкое автоматизированное производство – современная тенденция технологии и организации машиностроительного производства.

Ответ:

Данная концепция позволяет интегрировать весь производственный цикл – от идеи до выпуска готовой продукции путем автоматизации всего комплекса технологических процессов и управления на базе ЭВМ.

Сущность концепции гибкой производственной системы состоит в том, что она позволяет переходить от выпуска одного изделия к другому без переналадки технологического оборудования. Если же переналадка требуется, то она проводится параллельно с выпуском прежнего изделия. Внедрение нового оборудования и станков с ЧПУ при сохранении традиционных форм организации производства не приводит к быстрому росту производительности труда. Основная причина – длительность процессов подготовки производства. Вместе с тем, развитие ЭВМ, числового программного управления и развития на его базе управления станками непосредственно от ЭВМ, систем автоматического проектирования (САПР) и автоматизированных систем управления производством (АСУП), а также робототехники, позволяют комплексно решить вопрос автоматизации всех технологических процессов.