Boshqarishning asosiy prinsiplari. Avtomatik boshqarish sistemalarining sinflanishi va ularga misollar. Boshqarishning asosiy prinsiplari Barcha fizik kattaliklarning ko‘rsatkichlari koordinatalar bilan, ba’zan esa jarayon o‘lchamlari har bir texnik jarayon bilan xarakterlanadi. Jarayonlarning tabiiy o‘tishini g‘alayonlar, tebranishlar kuchlanishi, tashqi ta’sirlar yoki ichki shovqinlarning turliligi buzgan ayrim hollarda boshqarishda koordinatalar qiymatlaridan foydalanish talab qilinadi. 1.1- rasm.  nх  х х х ,......... , 2 1  boshqarish jarayoni koordinatalarining yig‘indisi. 1.1- rasmda tasvirlanishicha ob’ekt to‘g‘ri burchak bilan ko‘rsatilgan, ba’zan ularni ob’ektning chiqish kattaligi deb ataluvchi boshqaruvchi koordanatalar esa agar ular x1, x2……. skalyar kattaliklar yoki x vektorning ikkilamchi tasviri bo‘lsa, ular alohida chiziqchalar bilan ko‘rsatilgan. Sxemada  iz  z z z ,......... , 2 1  g‘alayonlanuvchi ta’sirlar va  um  u u u ,......... , 2 1  boshqaruvchi ta’sirlar ham ko‘rsatilgan. Ob’ektning boshqaruvchi organlariga BO ni qo‘llash orqali X ning koordinatasini o‘zgartirish БО БО 2 mumkin. X, U va Z kattaliklari ob’ektga tabiiy bog‘liq holda turli xil matematik bog‘lanishlar biln aloqada bo‘ladi. Umumiy holda: X=A(z,u) (1.1) bu yerda: A-operator, bog‘liqlikning aniqlovchi ko‘rinishi. Oddiy hollarda bu doimiy funksional bog‘lanish: X=F(z,u) (1.2) bo‘lsa, ob’ekt statik va inersionlashmagan deb ataladi, (1.2) bog‘lanish esa uning grafik tasvirlanishi yoki ob’ektning statik xarakteristikasi bo‘ladi. Agar ob’ekt inersiyaga ega bo‘lsa koordinataning o‘zgarishi boshqarish yoki Z g‘alayonlanishning ta’sirida bo‘ladi va jarayon tezda sodir bo‘lmaydi, bu holda ob’ekt dinamik deb ataladi. Dinamik ob’ektlarda x,u va z kattaliklari differensial, integral yoki har-xil tengsizliklar bilan bog‘liq bo‘ladi. 3 Boshqarishning fundamental prinsiplari Tizimli boshqarishning statik va dinamik xususiyatlarini bilgan holda shu tizimning matematik modelini qurish mumkin va boshqarishning shunday algoritmini topish mumkinki, u berilgan aniq ta’sirlarda funksiyalashtirishning berilgan algoritmini ta’minlaydi. Biroq, model har doim ham aslining xususiyatlarini yaqindan ifoda etadi, g‘alayonlanuvchi harakatlar esa oldindan kutilmaganda o‘zgarishi mumkin. Shuning uchun aniqlangan boshqarish algoritmida tizimni haqiqiy o‘zini tutishi funksiyalashtirishning aniqlangan algoritmidan kutilgandan ham ko‘ra ko‘proq farq qiladi. Tizimni o‘zini tutishini talab qilingan darajaga yaqinlashtirish uchun boshqarish algoritmi nafaqat tizimning xususiyatlari va funksiyalashtirishning algoritmlarini emas, balki tizimni haqiqiy funksiyalashtirish bilan bog‘liq bo‘lishi kerak. Avtomatik tizimlarni boshqarishning asosida boshqarishning ayrim umumiy shartlari yotadi. Funksiyalashtirish algoritmlari bilan har qanday holda bog‘liq bo‘lgan va aniq funksiyalashtirish bilan yoki biror asosga ko‘ra boshqarish, funksiyalashtirishning berilgandan ko‘ra og‘ishi aniqlashtiriladi. Xozirgi vaqtda texnikada 3 ta asosiy shartlar aniqlangan va ulardan foydalanilmoqda. Ular quyidagilardir: ochiq boshqarish, kompensatsiya va teskari aloqa. Ochiq boshqarish prinsipi. Bu shartning mohiyati boshqarish algoritmlari faqat berilgan funksiyalashtirish algoritmlari asosida va boshqa g‘alayonli omillar bilan boshqarilmaydigan yoki jarayonning chiqish koordinatalari bilan tuzilganligidadir. Tizimning umumiy funksional sxemasi 1.2-a rasmda ko‘rsatilgan. X0(t) funksiyalashtirish algoritmining topshirig‘i maxsus texnik dasturiy topshiriq bergich (1) qurilmasi kabi ishlab chiqarilishi mumkin va tizimli loyihalashda oldindan bajariladi keyin boshqaruvchi qurilma (2) konstruksiyalashda bevosita qo‘llaniladi. Oxirgi holatda blok (1) sxemada qatnashmaydi. Ikkala holatda ham sxema ochiq zanjir ko‘rinishida bo‘ladi. Unda asosiy harakat kiruvchi (3) elementdan chiquvchi elementga (sxemada chiziqcha bilan ko‘rsatilganidek) uzatiladi. Bu holat 4 uslubni atalishiga sabab bo‘la oladi. Ochiq tizimlardagi X va X0 yaqinliklar faqat konstruksiyani va fizik qonuniyatlarga ta’sir qiluvchi barcha elementlarni ta’minlaydi. Ayrim kamchiliklarini hisobga olmaganda bu uslub juda keng ko‘lamda qo‘llaniladi. Ochiq zanjir elementlari xoxlagan tizim tarkibiga kirishi mumkin, shuning uchun bu uslubga juda oddiy asosiy uslublardan biri sifatida qarash mumkin. 5 1.2-rasm. Kompensatsiyalash (g‘alayon bo‘yicha boshqarish) prinsipi. Agar g‘alayonli harakat shu qadar katta bo‘lsa ochiq zanjir funksiyalashtirish algoritmining talab qilgan aniqligini ta’minlamay, unda aniqlikni oshirish uchun g‘alayonlarni o‘lchab, o‘lchash kattaliklari bo‘yicha boshqarish algoritmi tuziladi. Rostlanuvchi kattalikning chetga chiqishiga faqatgina boshqaruvchi harakatlar emas g‘alayonlanuvchi X=F1(u1, z) harakatlar ham sabab bo‘ladi. Umuman olganda, tiklash rejimida   0 1, 1 0     F u z X X chetga chiqishlar bo‘lmasligi uchun boshqarishni quyidagi ko‘rishindaolish mumkin: u=F2 (z). 1 2 3 x0 u x z a) 1 2 3 x0 u1 x z б) 4 u2 u 1 2 3 x0 u1 x z в) u2 u 4  1 2P 30 x0 x z г) u   x 1 2 3 x0 u1  x z д) u2 4   6 Agar ob’ektning statik xarakteristikasi x0=k0u-kzz bo‘lsa, oddiy chiziqli holatlarda u=x0/k0+kzz/k0 deb olsak, x=x0=const bo‘ladi. G‘alayonlanish bo‘yicha rostlashning funksional sxemasi 1.2-b rasmda ko‘rsatilgan. Teskari aloqa prinsipi. Og‘ish bo‘yicha rostlash. Funksiyalashtirish algoritmining aniqligi ta’minlangan holda va g‘alayonlarni o‘lchamasdan tizimni qurish mumkin. 1.2-v rasmda boshqarish algoritmlarining korrektivlari koordinatalar sistemasining haqiqiy qiymatlar bilan o‘lchanishi ko‘rsatilgan. Shu maqsadda tizimni konstruksiyalashda qo‘shimcha aloqa (4) kiritilgan. Unga X ni o‘lchash uchun elementlar va boshqariluvchi qurilmadagi korrektirovkalovchi ta’sirlarni ishlash elementlari kirishi mumkin. 7 Avtomatik boshqarish sistemalarining sinflanishi ABSlari asosan quyidagi ikkita klassifikatsion belgilarga ko‘ra quyidagi turlarga bo‘linadi: 1. Sistema va boshqarish ob’ekti haqidagi axborotga bog‘liq holda. 2. Sistemaning ichki dinamik xususiyatlariga asoslangan holda. Birlamchi mabasi tajribaga asosllangan holda tekshirilayotgan ob’ekt to‘g‘risidagi har qanday ma’lumotlar majmuasiga axborot deyiladi. Axborot kerakli boshlang‘ich axborot va ishchi axborotlarga bo‘linadi. Kerakli boshlang‘ich axborot to‘liq va noto‘liq bo‘ladi. 1-rasm. Sistema va boshqarish ob’ekti haqidagi axborotga bog‘liq holda sinflanishi. Ахборот Керакли бошланиғич ахборот Ишчи ахборот Тўлиқ Нотўлиқ Оддий система Адаптив система 8 Tashqi ta’sir o‘zgarishiga moslashish xususiyatiga ega bo‘lgan sistemalarni o‘zini-o‘zi avtomatik tarzda sozlovchi yoki adaptiv sistemalar deyiladi. Bunday sistemalarda kerakli boshlang‘ich axborot noto‘liq bo‘ladi. Kerakli boshlang‘ich axborot to‘liq bo‘lgan sistemalar oddiy sistemalar deyiladi va ular uch turga bo‘linadi: 1. Stabillashgan sistema yoki avtomatik rostlovchi sistema. Bunday sistemalarda boshqariluvchi kattalik oldindan ma’lum bo‘lgan qonun bo‘yicha o‘zgaradi (2-rasm). 2-rasm. Stabillashgan sistema 5-rasm. Programmali boshqarish sistemalari. 2. Programmali boshqarish sistemalari. Bunda sistemalarda boshqarilaytgan kattalik berilgan qiymati oldindan belgilangan programma bo‘yicha o‘zgaradi (3-rasm). Misol uchun, avtomatik stanok. 3. Kuzatuvchi sistemalar. Bu sistemalarda boshqarilayotgan kattalikning berilgan qiymati juda keng chegarada ixtiyoriy qonun bo‘yicha o‘zgarishi mumkin (4-rasm). Misol uchun, radiolakator antenna. t y(t) 0 t ) t(y 0 t 0 y(t) 9 4-rasm. Kuzatuvchi sistemalar. Sistemaning ichki dinamik xususiyatiga asoslangan turlari. Bunday sistemlar quyidagi turlarga bo‘linadi: a) chiziqli va nochiziqli; b) statsionar va nostatsionar; v) uzluksiz va uzlukli (diskret); g) to‘plangan va taqsimlangan parametrli; d) bir konturli va ko‘p konturli. Ustlash (superpozitsiya) uslini qo‘llash mumkin bo‘lgan sistemalr chiziqli sistemalar deyiladi. Chiziqli sistemalarda chiqishdagi kattalikning o‘garishi kirishidagi kattalikning o‘zgarishiga proporsional holatda o‘zgaradi. Agar sistema elementlarining parametrlari vaqt mobaynida o‘zgarmasa, bunday sitemalarga statsionar sistema deyiladi. Parametrlar vaqtga bog‘liq bo‘lmagan sistemalarga nostatsionar sistema deb aytiladi. АБС y x1 x2 x3 АБ x  F t( ) БО t( ) y т б. ) t(x ) t(y АБС 1y 2y 3y x1 x2 x3 y 10 Uzluksiz sistema Uzlukli sistema, bu yerda IE – impuls element. Ham uzlukli ham uzluksiz sistemalar. Keltirilgan sistemalar bir o‘lchamli konturlar deyiladi. Agar kirish, chiqish kattaliklari birdan ortiq bo‘lsa ko‘p o‘lchamli konturlar deyiladi. АБŠ x  F t( ) БО t( ) y т б. ) t(x ) t(y И.Э АБҚ F t( ) БО t( ) y т б. ) t(x ) t(y КҚ И.Э 11 Agar sistema elementlarining xossalari boshqarish ob’ektining fazoviy koordinatalariga bog‘liq holda o‘zgarsa, taqsimlangan, fazoviy koordinatalarga bog‘liq bo‘lmasa to‘plangan parametrli sistemalar deyiladi.