Информационная система Скачать
презентацию
<<  Информационные системы в менеджменте Отдел кадров  >>
Основы автоматизации производственных процессов
Основы автоматизации производственных процессов
Основы теории автоматического управления
Основы теории автоматического управления
Классификация САУ
Классификация САУ
Основные понятия ТАУ
Основные понятия ТАУ
Мгновенное значение
Мгновенное значение
Регулирование
Регулирование
 Типовая структурная схема
Типовая структурная схема
Задающее воздействие
Задающее воздействие
Регулятор
Регулятор
Классификация САР
Классификация САР
Содержащие один контур
Содержащие один контур
Температуры
Температуры
Принцип суперпозиции
Принцип суперпозиции
Классификация элементов САР
Классификация элементов САР
Классификация элементов
Классификация элементов
Системы в которых имеется однозначная зависимость
Системы в которых имеется однозначная зависимость
Характеристики и модели элементов и систем
Характеристики и модели элементов и систем
Сигнал на выходе
Сигнал на выходе
Ошибка управления
Ошибка управления
Динамические характеристики
Динамические характеристики
Дифференциальные уравнения
Дифференциальные уравнения
Уравнения
Уравнения
Преобразования Лапласа
Преобразования Лапласа
Передаточные функции
Передаточные функции
Типовые звенья САР
Типовые звенья САР
Реальное интегрирующее
Реальное интегрирующее
Реальное дифференцирующее
Реальное дифференцирующее
Дифференциальное уравнение
Дифференциальное уравнение
Соединения звеньев
Соединения звеньев
Параллельное соединение
Параллельное соединение
Обратная связь
Обратная связь
Передаточные функции САР
Передаточные функции САР
Ошибка системы
Ошибка системы
Коэффициенты ошибок
Коэффициенты ошибок
Коэффициент С1
Коэффициент С1
35
35
Критерий устойчивости Михайлова
Критерий устойчивости Михайлова
Вектор
Вектор
Критерий устойчивости
Критерий устойчивости
Система автоматического управления
Система автоматического управления
Кривые Михайлова
Кривые Михайлова
Критерий устойчивости Найквиста
Критерий устойчивости Найквиста
Частотная характеристика
Частотная характеристика
Амплитудно-фазовая характеристика
Амплитудно-фазовая характеристика
Амплитудно-фазовые характеристики разомкнутой системы
Амплитудно-фазовые характеристики разомкнутой системы
Логарифмические характеристики разомкнутой системы
Логарифмические характеристики разомкнутой системы
Критерий устойчивости Гурвица
Критерий устойчивости Гурвица
Запасы устойчивости системы
Запасы устойчивости системы
Определяемые непосредственно по кривой переходного процесса
Определяемые непосредственно по кривой переходного процесса
Оценки качества переходной характеристики
Оценки качества переходной характеристики
Формула Хевисайда
Формула Хевисайда
Переходная характеристика
Переходная характеристика
Степень затухания
Степень затухания
Корневые показатели качества
Корневые показатели качества
Типы регуляторов
Типы регуляторов
 ПД-регулятор
ПД-регулятор
ПИД-регулятор
ПИД-регулятор
Слайды из презентации «Автоматизации производственных процессов» к уроку экономики на тему «Информационная система»

Автор: ABC. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Автоматизации производственных процессов.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 302 КБ.

Скачать презентацию

Автоматизации производственных процессов

содержание презентации «Автоматизации производственных процессов.ppt»
СлайдТекст
1 Основы автоматизации производственных процессов

Основы автоматизации производственных процессов

2 Основы теории автоматического управления

Основы теории автоматического управления

Теория автоматического управления - наука, которая изучает процессы управления, методы их исследования и основы проектирования автоматических систем. Для осуществления автоматического управления техническим процессом создается система, состоящая из управляемого объекта и связанного с ним управляющего устройства. Как и любое техническое сооружение, система должна обладать конструктивной жесткостью и динамической прочностью. Это означает, что система должна быть способной выполнять свои функции с требуемой точностью, несмотря на инерционные свойства и неизбежные помехи.

1

3 Классификация САУ

Классификация САУ

(САР).

Все системы автоматического управления и регулирования делятся на следующие основные классы: 1 .По основным видам уравнений динамики процессов управления: - линейные системы; - нелинейные системы. 2.Каждый из этих основных классов делится на: - системы с постоянными параметрами; - системы с переменными параметрами; - системы с распределенными параметрами; - системы с запаздыванием и т.д.

2

4 Основные понятия ТАУ

Основные понятия ТАУ

Параметры технологического процесса - это физические величины, определяющие ход технологического процесса (напряжение, сила тока, давление, температура, частота вращения и т.д.). Регулируемая величина (параметр) – это величина (параметр) технологического процесса, который необходимо поддерживать постоянным или изменять по заданному закону. Объект управления (объект регулирования, ОУ) – устройство, требуемый режим работы которого должен поддерживаться извне специально организованными управляющими воздействиями. Управление – формирование управляющих воздействий, обеспечивающих требуемый режим работы ОУ.

3

5 Мгновенное значение

Мгновенное значение

Основные понятия ТАУ.

Мгновенное значение – это значение регулируемой величины в рассматриваемый момент времени. Измеренное значение – это значение регулируемой величины, полученное в рассматриваемый момент времени с помощью некоторого измерительного прибора. Объект управления (объект регулирования, ОУ) – устройство, требуемый режим работы которого должен поддерживаться извне специально организованными управляющими воздействиями. Управление – формирование управляющих воздействий, обеспечивающих требуемый режим работы ОУ.

4

6 Регулирование

Регулирование

Основные понятия ТАУ.

Регулирование – это частный вид управления, когда задачей является обеспечение постоянства какой-либо выходной величины ОУ. Автоматическое управление – это управление, осуществляемое без непосредственного участия человека. Входное воздействие (X) – это воздействие, подаваемое на вход системы или устройства. Выходное воздействие (Y) – это воздействие, выдаваемое на выходе системы или устройства. Внешнее воздействие (F)– это воздействие внешней среды на систему.

5

7  Типовая структурная схема

Типовая структурная схема

Основные понятия ТАУ.

Типовая структурная схема одноконтурной САУ.

Регулирование – это частный вид управления, когда задачей является обеспечение постоянства какой-либо выходной величины ОУ.

6

8 Задающее воздействие

Задающее воздействие

Основные понятия ТАУ.

G – задающее воздействие (входное воздействие Х) – воздействие на систему, определяющее заданный закон изменения регулируемой величины). u – управляющее воздействие – воздействие управляющего устройства на объект управления. УУ – управляющее устройство – устройство, осуществляющее воздействие на объект управления с целью обеспечения требуемого режима работы. F – возмущающее воздействие – воздействие, стремящееся нарушить требуемую функциональную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной. ? – ошибка управления (? = х – у), разность между заданным (х) и действительным (у) значениями регулируемой величины.

7

9 Регулятор

Регулятор

Основные понятия ТАУ.

Р – регулятор, это комплекс устройств, присоединяемых к регулируемому объекту и обеспечивающих автоматическое поддержание заданного значения его регулируемой величины или автоматическое изменение ее по заданному закону. САР – система автоматического регулирования, это система с замкнутой цепью воздействия, в котором управление u вырабатывается в результате сравнения истинного значения у с заданным значением х. Дополнительная связь в структурной схеме САР , направленная от выхода к входу рассматриваемого участка цепи воздействий, называется обратной связью (ОС). Обратная связь может быть отрицательной или положительной.

8

10 Классификация САР

Классификация САР

1. По назначению (по характеру изменения задания): - стабилизирующая САР, это система, алгоритм функционирования которой содержит задание поддерживать регулируемую величину на постоянном значении (x = const); - программная САР, это система, алгоритм функционирования которой содержит задание изменять регулируемую величину в соответствии с заранее заданной функцией (x изменяется программно); - следящая САР, это система, алгоритм функционирования которой содержит задание изменять регулируемую величину в зависимости от заранее неизвестной величины на входе САР (x = var).

9

11 Содержащие один контур

Содержащие один контур

Классификация САР.

2. По количеству контуров: - одноконтурные - содержащие один контур, - многоконтурные - содержащие несколько контуров. 3. По числу регулируемых величин: - одномерные - системы с 1 регулируемой величиной, - многомерные - системы с несколькими регулируемыми величинами. Многомерные САР в свою очередь подразделяются на системы: а) несвязанного регулирования, в которых регуляторы непосредственно не связаны и могут взаимодействовать только через общий для них объект управления; б) связанного регулирования, в которых регуляторы различных параметров одного и того же технологического процесса связаны между собой вне объекта регулирования.

10

12 Температуры

Температуры

Классификация САР.

4. По функциональному назначению: - температуры; - давления; - расхода; - уровня; - напряжения и т.д. 5. По характеру используемых для управления сигналов: - непрерывные, - дискретные (релейные, импульсные, цифровые). 6. По характеру математических соотношений: - линейные, для которых справедлив принцип суперпозиции; - нелинейные.

11

13 Принцип суперпозиции

Принцип суперпозиции

Классификация САР.

Принцип суперпозиции (наложения): Если на вход объекта подается несколько входных воздействий, то реакция объекта на сумму входных воздействий равна сумме реакций объекта на каждое воздействие в отдельности. 7. По виду используемой для регулирования энергии: - пневматические, - гидравлические, - электрические, - механические и др. 8. По принципу регулирования: - по отклонению; - по возмущению; - комбинированные – объединяют в себе особенности предыдущих САР.

12

14 Классификация элементов САР

Классификация элементов САР

1. По функциональному назначению: - измерительные, - усилительно-преобразовательные, - исполнительные, - корректирующие. 2. По виду энергии, используемой для работы: - электрические, - гидравлические, - пневматические, - механические, - комбинированные.

13

15 Классификация элементов

Классификация элементов

САР.

3. По наличию или отсутствию вспомогательного источника энергии: - активные (с источником энергии), пассивные (без источника). 4. По характеру математических соотношений: - линейные - нелинейные.

14

16 Системы в которых имеется однозначная зависимость

Системы в которых имеется однозначная зависимость

Классификация элементов САР.

5. По поведению в статическом режиме: - статические, это системы в которых имеется однозначная зависимость между входным и выходным воздействиями. - астатические , это системы в которых эта зависимость отсутствует. Пример: Зависимость угла поворота ротора электродвигателя от приложенного напряжения. При подаче напряжения угол поворота будет постоянно расти, поэтому однозначной зависимости у него нет.

15

17 Характеристики и модели элементов и систем

Характеристики и модели элементов и систем

Статической характеристикой элемента называется зависимость установившихся значений выходной величины от значения величины на входе системы. Статическим называется элемент, у которого при постоянном входном воздействии с течением времени устанавливается постоянная выходная величина. Например, при подаче на вход нагревателя различных значений напряжения он будет нагреваться до соответствующих этим напряжениям значений температуры.

16

18 Сигнал на выходе

Сигнал на выходе

Характеристики и модели элементов и систем.

Астатическим называется элемент, у которого при постоянном входном воздействии сигнал на выходе непрерывно растет с постоянной скоростью, ускорением и т.д. Линейным статическим элементом называется безинерционный элемент, обладающий линейной статической характеристикой.

17

19 Ошибка управления

Ошибка управления

Характеристики и модели элементов и систем.

САР называется статической, если при постоянном входном воздействии ошибка управления ? стремится к постоянному значению, зависящему от величины воздействия. САР называется астатической, если при постоянном входном воздействии ошибка управления ? стремится к нулю вне зависимости от величины воздействия.

18

20 Динамические характеристики

Динамические характеристики

Переходной характеристикой h(t) называется реакция объекта на единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях, т.е. при х(0) = 0 и у(0) = 0. Импульсной характеристикой ?(t) называется реакция объекта на ?-функцию при нулевых начальных условиях. Частотной характеристикой (ЧХ, АФЧХ и др.) называется зависимость амплитуды и фазы выходного сигнала системы в установившемся режиме при приложении на входе гармонического воздействия.

19

21 Дифференциальные уравнения

Дифференциальные уравнения

Любые процессы передачи, обмена, преобразования энергии и вещества математически можно описать в виде дифференциальных уравнений (ДУ). Любые процессы в САР также принято описывать дифференциальными уравнениями, которые определяют сущность происходящих в системе процессов независимо от ее конструкции и т.д. Решив ДУ, можно найти характер изменения регулируемой переменной в переходных и установившихся режимах при различных воздействиях на систему.

20

22 Уравнения

Уравнения

Дифференциальные уравнения.

?Х = х - х0 ?у = у - у0

F(х,у) = 0

21

23 Преобразования Лапласа

Преобразования Лапласа

Прямое преобразование Лапласа

Обратное преобразование Лапласа

22

24 Передаточные функции

Передаточные функции

Передаточной функцией называется отношение изображения выходного воздействия Y(s) к изображению входного X(s) при нулевых начальных условиях.

Передаточная функция является дробно-рациональной функцией комплексной переменной:

23

25 Типовые звенья САР

Типовые звенья САР

- Усилительное

Выходная величина

Передаточная функция

- Идеально интегрирующее

Выходная величина

Передаточная функция

24

26 Реальное интегрирующее

Реальное интегрирующее

Типовые звенья САР.

- Реальное интегрирующее

Передаточная функция

- Идеально дифференцирующее

Выходная величина

Передаточная функция

25

27 Реальное дифференцирующее

Реальное дифференцирующее

Типовые звенья САР.

- Реальное дифференцирующее

Передаточная функция

- Апериодическое

Дифференциальное уравнение

Передаточная функция

26

28 Дифференциальное уравнение

Дифференциальное уравнение

Типовые звенья САР.

- Колебательное

Дифференциальное уравнение

Передаточная функция

- Запаздывающее

Выходная величина

Передаточная функция

27

29 Соединения звеньев

Соединения звеньев

Последовательное соединение

28

30 Параллельное соединение

Параллельное соединение

Соединения звеньев.

Параллельное соединение

29

31 Обратная связь

Обратная связь

Соединения звеньев.

Обратная связь

«+» соответствует отрицательной ОС «-» - положительной.

30

32 Передаточные функции САР

Передаточные функции САР

1) Для нахождения передаточной функции CAP в разомкнутом состоянии необходимо разомкнуть систему путем отбрасывания входного сумматора. Возмущающее воздействие F приравнивается нулю. Система звеньев между точками разрыва образует разомкнутую систему. 2) Передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию находится как отношение изображений выходного сигнала к изображению входного (задающего), с применением принципа суперпозиции, т.е. принимается, что возмущающий фактор отсутствует F(t)=0. 3) Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему фактору записывается с применением принципа суперпозиции, т.е. принимаем, что входное воздействие отсутствует .

31

33 Ошибка системы

Ошибка системы

32

34 Коэффициенты ошибок

Коэффициенты ошибок

33

35 Коэффициент С1

Коэффициент С1

Коэффициенты ошибок.

Коэффициент С0 принято называть коэффициентом статической или позиционной ошибки; коэффициент С1 - коэффициентом скоростной ошибки; С2 - коэффициентом ошибки от ускорения.

34

36 35

35

Коэффициенты ошибок.

35

37 Критерий устойчивости Михайлова

Критерий устойчивости Михайлова

Характеристический полином

36

38 Вектор

Вектор

Критерий устойчивости Михайлова.

При изменении частоты ? вектор D(j?), изменяясь по величине и направлению, будет описывать своим концом в комплексной плоскости некоторую кривую, называемую кривой (годографом) Михайлова. Если же значение частоты ? менять непрерывно от нуля до бесконечности, то вектор будет изменяться по величине и по направлению, описывая своим концом некоторую кривую (годограф), которая называется кривой Михайлова.

37

39 Критерий устойчивости

Критерий устойчивости

Михайлова.

38

40 Система автоматического управления

Система автоматического управления

Критерий устойчивости Михайлова.

Для того чтобы система автоматического управления была устойчива , необходимо и достаточно , чтобы вектор кривой Михайлова D(j?) при изменении ? от 0 до ? повернулся , нигде не обращаясь в ноль , вокруг начала координат против часовой стрелки на угол ?n/2, где n-порядок характеристического уравнения. Для то чтобы система автоматического управления была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы кривая (годограф) Михайлова при изменении частоты ? от 0 до ?, начинаясь при ? =0 на вещественной положительной полуоси, обходила только против часовой стрелки последовательно квадрантов координатной плоскости, где - порядок характеристического уравнения.

39

41 Кривые Михайлова

Кривые Михайлова

Критерий устойчивости Михайлова.

Кривые Михайлова

40

42 Критерий устойчивости Найквиста

Критерий устойчивости Найквиста

Критерий позволяет по амплитудно-фазовой частотной характеристике разомкнутой системы W(j ?) судить об устойчивости замкнутой системы. Для того чтобы замкнутая САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы при изменении частоты ? от 0 до ? вектор, начало которого находится в точке (-1, j0), а конец на амплитудно-фазовой частотной характеристике разомкнутой системы W(j ?),повернулся бы в положительном направлении (против часовой стрелки) на угол ?k, где k- число правых корней характеристического уравнения разомкнутой системы, т.е. чтобы характеристика W(j ?) охватила точку (-1, j0) в положительном направлении k/2 раз.

41

43 Частотная характеристика

Частотная характеристика

Критерий устойчивости Найквиста.

Если k = 0 частотная характеристика не охватывает точку (-1,j0) , то система устойчива и формулировка критерия устойчивости Найквиста упрощается. Если разомкнутая система устойчива, то для того чтобы замкнутая САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы амплитудно-фазовая частотная характеристика разомкнутой системы W(j ?) при изменении ? от 0 до ? не охватывала точку (-1, j0).

42

44 Амплитудно-фазовая характеристика

Амплитудно-фазовая характеристика

Критерий устойчивости Найквиста.

Амплитудно-фазовая характеристика разомкнутой системы

43

45 Амплитудно-фазовые характеристики разомкнутой системы

Амплитудно-фазовые характеристики разомкнутой системы

Критерий устойчивости Найквиста.

Амплитудно-фазовые характеристики разомкнутой системы

44

46 Логарифмические характеристики разомкнутой системы

Логарифмические характеристики разомкнутой системы

Критерий устойчивости Найквиста.

Логарифмические характеристики разомкнутой системы

45

47 Критерий устойчивости Гурвица

Критерий устойчивости Гурвица

Для устойчивой системы необходимо и достаточно, чтобы определитель и все главные диагональные миноры матрицы были больше нуля. Если хотя бы один определитель будет равен нулю, то система будет находится на границе устойчивости.

46

48 Запасы устойчивости системы

Запасы устойчивости системы

Годограф W(j ?)

47

49 Определяемые непосредственно по кривой переходного процесса

Определяемые непосредственно по кривой переходного процесса

Показатели качества.

1) прямые - определяемые непосредственно по кривой переходного процесса, 2) корневые - определяемые по корням характеристического полинома, 3) частотные - по частотным характеристикам, 4) интегральные - получаемые путем интегрирования функций.

48

50 Оценки качества переходной характеристики

Оценки качества переходной характеристики

Формула Хевисайда

Перерегулирование

49

51 Формула Хевисайда

Формула Хевисайда

Оценки качества переходной характеристики.

Формула Хевисайда

Перерегулирование

50

52 Переходная характеристика

Переходная характеристика

Оценки качества переходной характеристики.

Переходная характеристика

51

53 Степень затухания

Степень затухания

Оценки качества переходной характеристики.

Степень затухания

Статическая ошибка

?ст = х - xуст

Время регулирования (время переходного процесса) TП определяется следующим образом: Находится допустимое отклонение ? = 5% xуст и строятся асимптоты ± ? Время TП соответствует последней точке пересечения x(t) с данной границей. То есть время, когда колебания регулируемой величины перестают превышать 5 % от установившегося значения.

52

54 Корневые показатели качества

Корневые показатели качества

Степень устойчивости

Степень колебательности

53

55 Типы регуляторов

Типы регуляторов

1) П-регулятор (пропорциональный регулятор)

W(s) = K

2) И-регулятор (интегрирующий регулятор)

3) Д-регулятор (дифференцирующий регулятор)

W(s) = K s.

4) ПИ-регулятор (пропорционально-интегральный регулятор)

54

56  ПД-регулятор

ПД-регулятор

Типы регуляторов.

5) ПД-регулятор (пропорционально-дифференциальный регулятор)

55

57 ПИД-регулятор

ПИД-регулятор

Типы регуляторов.

6) ПИД-регулятор (пропорционально-интегро- дифференциальный регулятор)

56

«Автоматизации производственных процессов»
http://900igr.net/prezentatsii/ekonomika/Avtomatizatsii-proizvodstvennykh-protsessov/Avtomatizatsii-proizvodstvennykh-protsessov.html
cсылка на страницу
Урок

Экономика

124 темы
Слайды
Презентация: Автоматизации производственных процессов.ppt | Тема: Информационная система | Урок: Экономика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по экономике > Информационная система > Автоматизации производственных процессов.ppt