Обратная связь как регулятор 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Обратная связь как регулятор



Обратная связь как регулятор. Управление по отклонению Q 24

Обратная связь чрезвычайно удобна для организации регулирования процесса в объекте. Рассмотрим классические примеры.

EX 1) “Волки и зайцы”. Объект – волки и зайцы на острове. Вход – количество волков и зайцев на момент t; выход – количество волков и зайцев на момент (t + T). Пусть количество зайцев увеличилось. Волкам стало легче охотиться, и количество зайцев уменьшилось (обратная связь). Пусть количество волков увеличилось. Зайцев стало меньше, и часть волков ушла на другой остров (обратная связь).

EX 2) Движение ракеты по траектории:

Ракета должна двигаться по рассчётной траектории, обозначенной на Рис. жирной

1
2
d1
d2
 кривой). В реальности она двигается по кривой, отклоняющейся от расчётной (нежирная кривая). В точке 1 по результатам измерений отклонения от расчётной траектоии d1 ракета переводится на новую траекторию, которая в точке 2 опять приводит к отклонению d2 , траектория заново корректируется и т.д.

Из примеров видно, что регулирование включает в себя понятия некоторого стабильного движения (хода протекания процесса) и понятие   отклонения от стабильного движения. Обратной связью является некоторое управление F(d), формируемое на основе отклонения d.

Вместо понятия стабильного движения может использоваться понятие допустимых пределов, когда целью обратной связи является обеспечение невыхода за эти пределы. Тогда управляющее воздействие F(d), как в случае с ракетой, формируется только в том случае, если величина d выходит за некоторые пределы.

EX Овца вышла из загона – собака ее загоняет обратно.

Для совмещения красок при входе в очередную секцию печатной машины лист автоматически подправляется при выходе за пределы 5 10 – 2 мм. (измеряет дазер).

Студент имеет «хвост» на 15 сентября или 25 февраля – он может быть отчислен.

В случае с ракетой допустимые пределы образуют некоторую трубку. Регулирующие воздействия подаются при выходе ракеты из трубки.

Общая схема управления техническим объектом Q 25

Регулирование при помощи обратной связи является одним из простейших вариантов управления. Обратная связь состоит в том, что по измерениям выходных величин (отклонений) формируются и реализуются управляющие воздействия на объект. В этом случае обратная связь сама имеет структуру в виде трех составляющих:

Объект
измерение отклонений
выработка управления
реализация управления

 


Такая структура обратной связи называется управлением по отклонению.

планирование, продумывание
анализ последствий
отбраковка по неприемлемым последствиям
идеи
Рассмотрим еще один важный частный случай регулирования. Пусть объект – это проектирование, продумывание  некоторой системы действий. Входы – это имеющиеся решения (идеи) по проектированию. Выходы – анализ последствий планируемых решений. Обратная связь – отбраковка решений с неприемлемыми последствиями:

 

Здесь обратная связь носит характер   предвидения  или расчёта результатов действий.

EX:  пословица:«Три раза отмерь, один раз отрежь»

 

Цепочка, петля, сеть

Понятие цепочки и петли Q 26

Рассмотрим систему взаимодействующих друг с другом объектов. Самым общим случаем является взаимодействие любого объекта с любым (полная связность – см. рис.):

1
2
3
4

 

 


EX: Отношения в космическом экипаже и любой другой малой группе; прямая связь между всеми малыми группами отряда МЧС на аварии (не через руководство); взаимодействие между текстовым, табличным, графическим редакторами при верстке; дороги между смежными областями или районами.

Существует формула для общее количество связей при полной связности между n объектами: n ´ (n –1). В верхнем Рис. можно насчитать 12 стрелок.

В целом, такая ситуация полной связности является достаточно редкой. Обычно количество связей между элементами существенно меньше, чем максимально возможное – см. пример:

1
2
3
4

 

 


Здесь 7 связей вместо 4х3=12 на верхней схеме.

Изучим изображенную схему более внимательно. На ней выделяются следующие образования:

Цепочки (начало и конец в разных ячейках) 1–3–2–4; 3–1–4    и др.      

Петли (начало и конец в одной ячейке) 1-3-2-1, 1-4-2-1,  1-3-1, 2-4-2

Петля является обобщением обратной связи: в петле выходы объекта А через ряд промежуточных объектов воздействуют на входы того же объекта А.

Таким образом, цепочка соответствует прямой связи, петля – обратной.

Цепочки бывают двух видов.

Первый вид – мы оканчиваем цепочку в объекте M, из которого по стрелкам можно двигаться дальше, но для решения наших задач этого не требуется. Пример – приведённые выше цепочки 1–3–2–4; 3–1–4. Здесь можно двигаться от объекта 4 к объекту 2, но нам это не надо.

Второй вид – цепочка оканчивается в так называемом финишном (оконечном) объекте, и двигаться из него дальше некуда. Такой пример получается на нашей схеме, если связь 2–4 сделать односторонней:

1
2
3
4

 

 


Здесь оконечным объектом является объект 4.

Понятие сети. Типы сетей Q 27

Общий случай комбинации цепочек и петель называется сетью. Сеть является наиболее общей структурой, описывающей взаимодействие объектов. Примером относительно простых сетей являются три предыдущих рисунка. Признак сети: по стрелкам (без учёта их направленности) можно попасть из любого объекта в любой.

Сетевая структура взаимодействия объектов весьма распространена. Практически любой сложный объект имеет сетевую структуру с петлями, нередко многочисленными. Отсюда следует, что обратная связь типична  для систем самой различной природы. Необходимо уметь выделять и строить сетевую структуру в виде ячеек-объектов и стрелок-связей между ними.

Различные комбинации цепочек и петель могут иметь свои названия. На рис. изображены ромбовидная; древовидная; ячеистая структуры.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


EX: Ромбовидная структура: деление работы на части между исполнителями и потом сбор в одно целое. Древовидная: деление института на факультеты, кафедры; деление полка (корпуса) на батальоны, роты, взводы, отделения. Сотовая: кирпичи в кладке; паркет;  интернет (сотовая нерегулярная); соты в улее.

Система из двух объектов может иметь два следующих вида:  

1
2
1
2
. 1)                     ; 2)                    ; Они соответствуют цепочке 1-2 и петле 1-2-1.  

 
 
Отметим, что структура               системой не является (здесь нет связности, см. определение системы в п.2.2.5).

 
 
 
….
Простейший вид сети – линейная однонаправленная:  

В ряде предметных областей петли называют циклами (например, в программировании).

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2019-05-20; просмотров: 182; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.232.108.171 (0.012 с.)