Дәріс 14. Сызықты автоматты реттеу жүйесін синтездеу. Сызықты автоматты жүйелердің қойылу есептері.

Автоматты басқару теориясындағы пайдаланылатын барлық мәселелерді екі үлкен класқа біріктіруге болады ¾ автоматты жүйелерді талдау және синтездеу мәселелері.

Жүйені талдау деп толық белгілі құрылымдық схемасы және берілген параметрлері арқылы оның статикалық немесе динамикалық қасиеттерін анықтауды айтады.

Жүйені жобалау және құрастыру кезеңіндегі синтездің орны өте маңызды. Жалпы жағдайда жүйені жобалау кезінде алгоритмдік және функционалдық құрылымды анықтап алу қажет, яғни синтездеудің мәселесін толық шешіп алу керек.

Жүйенің алгоритмдік құрылымын математикалық модельдер және математикалық түрде анық жазылған шарттар негізінде табады. Сондықтан алгоритмдік құрылымды іздеу процедурасын көбінесе теориялық синтез деп атайды.

Функционалдық құрылымның синтезі немесе жүйенің техникалық синтезі нақты элементтерді таңдаудан және қосалқы элементтердің статикалық және энергетикалық сипаттамаларын өзара қиыстырудан тұрады. Жобалаудың бұл сатысы инженерлік тапқырлықты талап етеді.

Жүйенің синтезі деп автоматты реттеудің белгілі сапа көрсеткіштері бойынша оның құрылымдық схемасын, элементтері арасындағы байланыстарды анықтауды айтады.

Жалпы автоматты реттеу жүйесі, бір-бірімен өзара байланысты реттелуші объект пен реттеуші органнан тұратыны белгілі. Бұл жүйені құрар алдында, сериялық жабдықтар каталогынан реттеуші органды, орындаушы құрылғыны, датчикті таңдап алады. Бұл элементтер реттелуші объектімен бірге жүйенің өзгермейтін (берілген) бөлігін құрайды. Соңынан, жүйенің статикалық және динамикалық сипаттамаларына қойылатын талаптар негізінде оның функционалдық және корректирлеуші құрылғылардан тұратын, өзгермелі бөлігін анықтайды. Корректирлеуші құрылғылар жүйенің контурына тізбектеле, параллель немесе кері байланыс түрінде қосылып, оның динамикалық қасиеттерін жоғарылатуға мүмкіндік туғызады.

Сонымен, автоматты реттеу жүйесінің синтезі келесі кезеңдерден тұрады:

1) Реттеу объектісінің қасиеттерін талдау, статикалық және динамикалық сипаттамаларын анықтау;

2) Реттеу жүйесін қанағаттандыратын реттеу сапасының шарттарын, оптималдау критерийлерін негіздеу және тұжырымдау;

3) Техникалық құралдарды таңдап алып, жүйенің құрылымдық схемасын іске асыру;

4) Оптимал динамикалық сипаттамаларды синтездеу;

5) Оптимал режимді аппроксимациялау (жуықтату), яғни, реттеу сапасымен жүйенің жұмысын іске асырудың техникалық тұрғыдағы күрделі еместігі және оның сенімділігі арасындағы ымыраға келе отыра, жүйенің қалаулы динамикалық сипаттамасын алу;

6) Бүкіл жүйенің қалаулы динамикалық сипаттамасын толығымен қамтамасыз ететін, корректирлеуші құрылғының динамикалық сипаттамасын анықтау;

7) Корректирлеуші құрылғының схемасын, техникалық пайдалану жолын және параметрлерін таңдап алу;

8) Қойылған талаптарға сай келетін, алынған автоматты реттеу жүйесінің схемасына талдау жүргізу.

Жалпы, автоматты реттеу жүйесінің қалаулы динамикалық сипаттамаларын, арнайы корректирлеу құрылғыларын қолдану арқылы алады, себебі мұндай құрылғылардың параметрлерін жеңіл түрде тиімді өзгертіп отыруға болады. Корректирлеу құрылғылары жүйедегі негізгі сигнал өтетін трактіге тізбектеле немесе параллель қосылады.

Параллель қосылған корректирлеу құрылғысымен бүкіл жүйені немесе оның элементтерін жеке қамтуға болады.

Тізбектеп қосылған корректирлеу құрылғысы қателік сигналын түрлендіру және реттеу заңын өзгерту үшін қолданылады.