Содержание - Управление физическими процессами книга по физике, Конспекты лекций из Физика

Скачай Содержание - Управление физическими процессами книга по физике и еще Конспекты лекций в формате PDF Физика только на Docsity! Московский государственный технологический университет «Станкин» В.И. ВЛАСОВ, О.А. ШАРИПОВ УПРАВЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ Москва 2005 г. 1 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ. 1. УПРАВЛЕНИЕ. 1.1. Управляющая и управляемая системы. 1.2. Воздействие на управляемую систему. 1.3. Состояние управляемой системы. 1.4. Полная функция управления. 2. ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ. 2.1. Область управления. 2.2. Цель управления. 2.3. Эффективность управления. 2.4. Методы решения задач управления. 2.5. Задачи управления. 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ. 3.1. Информация об управляемой системе. 3.2. Методы построения математических моделей. 3.3. Математические модели случайных процессов. 3.4. Вид и размер математической модели. 4. ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА. 4.1. Эксперимент. 4.2. Уровни варьирования факторов. 4.3. Последовательность опытов. 4.4. Планы экспериментов. 5. РЕАЛИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА. 5.1. Измерение параметров. 5.3. Ошибки измерения. 2 1. УПРАВЛЕНИЕ Управление - процесс взаимодействия двух систем, при котором одна из систем (управляющая) стремится привести другую систему (управляемую) в устанавливаемое субъектом управления состояние. Управление процессом осуществляется путем контроля его состояния и воздействия на него в соответствии с целью управления и критерием его эффективности. Управление - это информационный процесс, так как осуществляется путем получения, хранения, переработки и передачи информации о фактическом и требуемом состояниях управляемой системы и выработки информации об оптимальных воздействиях управляющей системы на управляемую. Управление осуществляется на основе информации об управляемой системе. 1.1. Управляемая и управляющая системы Управляемой системой (объектом) называется физическая система, в которой осуществляется управляемый физический процесс. Управляющей системой называется информационная система, в которой формируется, хранится, перерабатывается и передается необходимая для управления информация. К управляющей системе относятся: а) датчики состояния (измерительные преобразователи), воспринимающие фактическое физическое состояние управляемой системы и вырабатывающие информацию о фактическом состоянии этой системы; б) управляющее устройство, перерабатывающее информацию о фактическом состоянии управляемой системы и информацию о требуемом состоянии и вырабатывающее информацию об управляющем воздействии на управляемую систему; Информация об управляющем Средства Управляющее 5 воздействии воздействия физическое воздействие Информация о требуемом состоянии Управляющее устройство Управляемая система Возмущающее физическое воздействие Информация о фактическом состоянии Датчики состояния Фактическое физическое состояние Рис. 1. Система управления в) средства воздействия, воспринимающие информацию об управляющем воздействии на управляемую систему и осуществляющие управляющие воздействие. Взаимодействие управляющей и управляемой систем, а также этих систем с окружающей средой проявляется в форме воздействия и состояния, находящихся между собой в причинно-следственной связи. Состояние каждой из двух взаимодействующих систем является следствием воздействия другой системы, а само воздействие - причиной состояния. При этом состояние одной из систем является воздействием на другую и наоборот. Кроме того, обе системы находятся под воздействием окружающей среды (возмущение и задача управления). 6 1.2. Воздействие на управляемую систему Воздействие управляющей системы на управляемую систему характеризуется совокупностью факторов, то есть независимых переменных физических величин. Факторы, характеризующие воздействие на процесс, должны: свободно изменяться внутри некоторого диапазона значений независимо от изменения значений других факторов и не вызывая изменения их значений; вызывать при своем изменении закономерное изменение хотя бы одного из параметров, характеризующих состояние, то есть быть значимыми; реализовываться при любой совокупности значений всех факторов, каждый из которых изменяется внутри некоторого диапазона, то есть быть совместимыми; быть функцией не более чем одной физической величины, то есть воздействовать на состояние непосредственно; иметь возможность наблюдаться, измеряться и регистрироваться с помощью технических средств. В зависимости от условий факторы классифицируются следующим образом: По месту формирования факторы делятся на управляющие и возмущающие: управляющие факторы - факторы, значения которых задаются в системе управления; возмущающие факторы - факторы, значения которых приобретаются вне системы управления. По мере контролируемости факторы делятся на контролируемые и неконтролируемые: контролируемые факторы - факторы, информация о значениях которых используются в системе управления; неконтролируемые факторы - факторы, информация о значениях 7