Автоматиканы негізгі тсініктемелері

Дріс 1. Автоматиканы негізгі тсініктері жне автоматты басару теориясына кіріспе

Анытамалар. Пнні масаты

Автоматиканы бірнеше анытамасы бар. Соны ішінде Ресейді энциклопедиялы сздігінде келтірілген анытама бойынша Автоматика автоматты жмыс істейтін рылылар мен жйелер туралы теориялы жне олданбалы білім аймаы, сонымен атар автоматты жмыс істейтін мехнизмдер мен рылыларды жиынтыы болып табылады.

«Автоматика негіздері» пніні масаты адамны атысуынсыз белгілі бір жйеге баытталан функцияларды орындайтын басарылатын техникалы жйелер мен рылылар рылу принциптерін мегеру болып табылады.

Автоматиканы негізгі объектісі басару объектісі (БО) болып табылады. Басару объектісі дегеніміз ойылан масата жету шін арнайы йымдастырылан серлер арамаында болатын техникалы рылы, ондыры немесе рдіс. Мндай арнайы йымдастырылан серлерді басару деп атаймыз. Басару рдісінде згермей саталатын немесе масатты трде згертілетін БО физикалы шамаларын басарылатын шамалар деп атаймыз. Басару объектісіні кйін згертетін факторларды серлер деп тсінуге болады. Олар оздырушы жне басарушы серлерге блінеді. оздырушы серлер (f) негізінен кездейсо сипата ие. Мысалы, оршаан ортаны температураа, ысыма, ауа жылдамдыына, электр желісіндегі кернеу тербелісіні БО сері оздырушысерлерге жатады. Автоматты басару рылысы (ары арай басарушы рылы – Б деп аталады) басару объектісіне басару задылыына сйкес басарушы сер (g) етеді.

Басару объектісіне кіретін немесе одан шыатын энергияны, материал немесе апарат жиынтыын, оздырушы жне басарушы серлерді, сонымен атар, реттелетін крсеткіштерді шартты трде сигналдар деп атаймыз. Баытына байланысты басару объектісіне сер ететін сигналдар кіріс (u) жне шыыс (y) сигналдара блінеді. Басару объектісі шін оздырушы жне басарушы серлер кіріс сигнал болады ал реттелетін крсеткіштер тіпті физикалы трыдан олар обьектті сыртына шыпаса да (мысалы, сыоймадаы сйытыты дегейі, электрозалтыш орамдарындаы кернеу т.б.) рашанда шыыс сигналдара жатады Жалпы жадайда сигналдар екіден кп болуы ммкін, онда олар детте векторлармен белгіленеді, ал жйе кппараметрлі деп аталады.

Слбада (1.1 - сурет) басару объектісіне ртрлі сигналдарды серлері крсетілген.

1.1-сурет. Басару объектісі

Автоматты басарылатын объектілер рамына конструктивті жне слбалы элементтер кіреді. Оларды р біреуі энергиямен апаратты беруі бойынша жне оларды трлендіруі бойынша белгілі бір асиеттерге ие. Бл элементтерді трлендіргіш ретіндегі асиеттері трлендіру операторларымен (ТО) сипатталады. Баса жаынан рбір элемент, «кіріс-шыыс» трлендіруін жзеге асыратын жйе буыны ретінде арастырылады. Бл элементтер шартты трде тікбрышты шартты белгімен белгіленеді. Берілген сипаттаманы амтамасыз ететін «себеп-салдар» байланысымен наты кескіндегі элементтерді бірігуі басару жйесін (БЖ) алыптастырады.

Функционалды слбалар жйені жеке элементтерімен орындалатын функцияларын (салыстыру, трлендіру, кшейту жне т.б.) крсетеді. Функционалды слбаларда баытталан сызытар (линия со стрелками) функционалды раушы элементтерді себеп-салдар байланыстарын крсетеді. Автоматты басару жйесінде (АБЖ) басару адамны атысуынсыз арнайы техникалы ралдармен орындалады.

Егер басарушы сер оператор кмегімен жзеге асырылса, онда басару жартылай автоматты болады, ал жйе осы жадайда автоматтандырылан деп аталады.

1.2 - суретте АБЖ лкейтілген функционалды слбасы крсетілген, ол келесі сипатты функционалды блоктардан трады: беруші рылы – Б; салыстырушы рылы – С; трлендіруші рылы – Т; тзетуші рылы – ТТ; орындаушы рылы – О; лшегіш жйе - Ж. Аталан рылыларды жиынтыын басарушы рылы – БС деп атаймыз.

Наты АБЖ осы функционалды блоктарды р трлі байланыстарын крсетеді. Сонымен атар кейбір блоктар кездеспейді, ал кейбіреулеріні саны бірнеше болуы ммкін. 1.2 - суретте кейде массив трінде болатын кейбір кіріс жне шыыс сигналдар шін жиі олданылатын белгіленулер келтірілген. Бл жадайда жйе кппараметрлі деп аталынады. Функционалды блоктара баыттау сызыпен белгіленген «себеп-салдарлы» байланыстар тн. Алдаы уаытта АБЖ растырушы элементтері бір баытты асиетке ие деп санаймыз.

1.2 - сурет. АБЖ функционалды слбасы.

Бл дегеніміз АБЖ алдыы элементіні кйі келесі элементті кйіне туелді еместігін білдіреді. Мысалы, автоклікті рулі дгелекті орналасуын згерту арылы автоклік озалысыны баытын згерте алады, біра озалыс кезіндегі дгелекті елеусіз згерісі рульге сер етпейді.

АБЖ функционалды блогы автоматиканы техникалы ралдары жне автоматика аспаптары арылы орындалады. Берілген кітапты келесі блімдері автоматиканы техникалы ралдарыны таайындалуы мен рылым атарын оуа арналан.

АБЖ функционалды блоктары апаратты жне механикалы жйелермен, сонымен атар, программалы ралдар трінде жзеге асырылуы ммкін. АБЖ сипаттамалы ерекшелігі – механикалы жне апаратты блімдегі зара байланысан энергетикалы жне апартты аымдарды бар болуы.

АБЖ анализі жне синтезі Автоматты басару теориясы (АБТ) ылымыны негізгі міндеті болып табылады.

Енді АБЖ талдау есебін толы трде тжырымдауа болады. Длірек айтса, АБЖ талдау элементтерді сипаттамаларына атысты жне соларды арасындаы себеп-салдарына атысты жйені былысыны згеріс задылытарын, сонымен атар былыстар асиетін клемдік баалауды анытайды. Автоматты басару теориясыны (АБТ) бір растырушы блігі автоматты реттеу теориясы болып табылады, мнда автоматты реттеу жйесін (АРЖ) есептеу, жобалау жне зерттеу тсілдері, техникалы рдістерді автоматты реттеу принциптері арастырылады.

Кптеген жадайларда талдау нтижелері бойынша АБЖ синтездеу жргізіледі. АБЖ синтездеу кезінде ажетті былысты алу шін элементтерді жне соларды арасындаы себеп салдар байланыстарын тадау жргізіледі.