Цель управления процессом или объектом
конечный технический или экономический результат, который может быть достигнут системой управления на отдельном временном интервале ее нормального функционирования
Система автоматического управления
совокупность объекта управления и управляющей подсистемы (системы), подчиненных общей цели управления процессом или объектом
Система автоматического регулирования
класс систем автоматического управления:активная динамическая система, стремящаяся сохранять в допустимых пределах отклонение между требуемым и действительным изменениями регулируемой переменной при помощи их сравнения на основе принципа обратной связи и использования получающегося при этом сигнала для управления источником энергии
Оценка качества
совокупность показателей качества системы автоматического управления, которые отражают наиболее важные требования, предъявляемые к системе
Типовые воздействия
тестовые входные сигналы, являющиеся наиболее неблагоприятными или характерными для данной системы автоматического регулирования
Алгоритм
точное предписание действий над входными данными, задающее процесс, направленный на преобразование произвольных входных данных из множества допустимых для данного алгоритма входных данных в полностью определяемый этими входными данными результат
Прямые показатели качества
оценки, полученные непосредственно по кривой переходного процесса системы автоматического регулирования
Системы с обратной связью
системы автоматического регулирования, которые имеют не только прямую связь между входом (входным управляющим воздействием или управлением) и выходом (регулируемой переменной) но и обратную связь между выходом и входом, служащую для сравнения этих величин (определения сигнала ошибки)
Отклонение регулируемой величины
разность между значением регулируемой величины в данный момент времени и некоторым фиксированным ее значением, принятым за номинальное или начало отсчета
Сигнал главной обратной связи
сигнал, который поступает с выхода системы автоматического регулирования на ее вход
Сигнал ошибки
Системы автоматической стабилизации
системы автоматического регулирования, в которых управляющие воздействия представляют собой заданные постоянные величины (уставки)
Системы программного регулирования
системы автоматического регулирования в которых управляющие воздействия являются известными функциями времени (изменяются по программе)
Следящие системы
системы автоматического регулирования в которых задающие воздействия представляют собой заранее неизвестные функции времени
Переходный процесс
процесс, вызванный воздействием на устойчивую систему автоматического регулирования, по окончании которого система переходит в новое установившееся состояние
Устойчивая система
динамическая система (система автоматического регулирования), обладающая ограниченной реакцией на ограниченный входной сигнал
Абсолютная устойчивость
качественный показатель устойчивости системы, т.е. выбор из бинарной пары (да,нет)
Относительная устойчивость
количественная степень устойчивости системы
Установившееся значение
начение регулируемой величины по окончании переходного процесса в системе автоматического регулирования, вызванного внешним возмущением
Статическая ошибка (точность) системы
значение сигнала ошибки, остающейся после окончании переходного процесса в системе, вызванного внешним возмущением
Время переходного процесса
наименьшее значение интервала времени, отсчитываемое от начала приложения воздействия до момента , после которого выходной сигнал остается полностью внутри зоны (трубки) заданной ширины (момент окончания переходного процесса)
Положительное перерегулирование
максимальное динамическое отклонение регулируемой величины в системе автоматического регулирования
Относительное перерегулирование
разность максимального динамического отклонения регулируемой величины в системе автоматического регулирования и установившегося значения, измеряемое в процентах от установившегося значения
Время нарастания
время изменения реакции системы автоматического регулирования от 0 до 100% заданного значения выходного сигнала для недодемпфированных систем и интервал, в течении которого переходная характеристика изменяется от 10% до 90% ее установившегося значения для передемпфированных систем
Время максимума
время достижения максимального значения выходного сигнала (регулируемой величины) системы автоматического регулирования
Прямой показатель колебательности
число колебаний N величины выходного сигнала системы автоматического регулирования в течении времени переходного процесса
Быстродействие
качество системы автоматического регулирования, которое характеризуется временем нарастания и временем максимума
Близость к желаемому виду
Косвенные показатели качества
Коэффициент ошибки САР
коэффициент пропорциональности между i-той составляющей ошибки e(t) системы автоматического регулирования, и обуславливающей ее i-той производной от r(t), деленной на i-тый факториал
Частотная характеристика
реакция системы автоматического регулирования в установившемся режиме на синусоидальный входной сигнал при изменении его частоты во всем возможном диапазоне
Преобразование Лапласа
для функции времени f(t) определяется выражением (3) модуля "Косвенные показатели качества"
Передаточная функция
линейной системы автоматического регулирования определяется как отношение преобразования Лапласа выходной переменной к преобразованию Лапласа входной переменной, при условии, что все начальные условия равны нулю
Параметрический анализ систем
многовариантный анализ, направленный на изучение влияния внешних и внутренних параметров системы на качество ее функционирования, определяемое с помощью прямых и косвенных критериев качества , конечной целью которого является выявление областей в пространстве параметров, обеспечивающих приемлемое качество системы. При этом выдвигается требование вычислительной эффективности процедур реализации параметрического анализа
Характеристическое уравнение
получается путем приравнивания нулю полинома в знаменателе передаточной функции, его корни определяют характер движения системы
Полюсы системы
корни характеристического уравнения, которые определяют характер движения системы
Нули системы
корни полинома числителя передаточной функции
Корневой годограф
траектории корней характеристического уравнения системы на s-плоскости при изменении какого-либо параметра системы
Интегральные оценки качества систем
оценки, полученные путем интегрирования прямых показателей качества на времени наблюдения T
Интеграл от квадрата ошибки (ИКО)
определяется по формуле 1 модуля Интегральные оценки
Интеграл от модуля ошибки (ИМО)
определяется по формуле 2 модуля Интегральные оценки
Интеграл от взвешенного модуля ошибки ИВМО
определяется по формуле 3 модуля Интегральные оценки
Интеграл от взвешенного квадрата ошибки ИВКО
определяется по формуле 4 модуля Интегральные оценки
Обобщенный интеграл оценки качества системы
определяется по формуле 5 модуля Интегральные оценки
Квадратичный критерий качества
критерий качества, описываемый формулой 7 модуля Интегральные оценки и используемый в методе аналитического конструирования оптимальных регуляторов
Метод аналитического конструирования оптимальных регуляторов
решение задачи минимизации квадратичного критерия качества для объекта управления, который описывается системой линейных дифференциальных уравнений (6) модуля Интегральные оценки
Многокритериальная оптимизация
решение задачи обеспечения требуемого качества системы в случае нескольких критериев без применения процедур свертки
Сетка
множество, состоящее из конечного числа точек (N+1) и заменяющее отрезок области непрерывного изменения аргумента (параметра)
Узлы сетки
точки множества (сетки), отстоящие друг от друга на шаги hn
Равномерная сетка
сетка с постоянным шагом изменения аргумента (параметра) hn=h
Cеточная функция
функция, определенная в узлах сетки
Пространство параметров
n- мерное пространство , состоящее из точек A с декартовыми координатами (a1...an), так что каждой точке A пространства параметров соответствует конкретный набор параметров (a1...an)
Параметрические ограничения
пределы изменения каждого из параметров из пространства параметров
Многомерный куб
n-мерный куб, состоящий из точек с декартовыми координатами x1...xn, удовлетворяющих неравенству (3)
Равномерно распределенная последовательность
последовательность точек в многомерном кубе, удовлетворяющая соотношению (4)
Последовательность, равномерно распределенная в G
последовательность точек в произвольной n-мерной ограниченной области G, удовлетворяющая (6)
Нахождение точек ЛПтау последовательности в произвольной области
производится по Леммам 1,2 и формуле (9)
ЛПТау-последовательность
равномерно распределенная последовательность, любой двоичный участок которой представляет собой Πτ сетку, определяемую алгоритмом (7)
Коэффициент корреляции критериев
число, характеризующее взаимную связь критериев и определяемое по формуле (1)
Безусловно лучшая точка
точка A' в пространстве параметров, в которой значения всех критериев не больше, чем в сравниваемой точке A, причем хотя бы для одного критерия неравенство строгое
Эффективная точка
точка, по сравнению с которой не существует безусловной лучший точки в пространстве параметров,
Неэффективная точка
точка, по сравнению с которой существует безусловно лучшая точка в пространстве параметров,
Паретовские точки
образы эффективных точек в пространстве критериев
Пространство критериев
m-мерное пространство точек с координатами Φ1(Ф)...Φm(A) — отдельными скалярными критериями качества системы
Множество всевозможных точек
все точки в пространстве критериев, соответствующие всевозможным точкам в пространстве допустимых параметров
Множество паретовских точек
множество всех точек в пространстве критериев, соответствующих всевозможным эффективным точкам в пространстве параметров.
Приближенно эффективная точка
точка Ai из DN, по сравнению с которой не существует другой точки Aj из DN, котороая безусловно лучше
Компромиссная кривая
Множество паретовских точек в двумерном пространстве критериев
Метод D-разбиения
способ построении области устойчивости линейной системы автоматического регулирования по некоторому параметру, т.е. определение границ допустимых изменений параметров, при которых система не теряет устойчивости
Корневое условие устойчивости динамической системы
если все вещественные части корней характеристического уравнения отрицательны, то динамическая система (система автоматического регулирования) устойчива, если хотя бы один из корней имеет положительную вещественную часть, то система неустойчива.
Глобальный поиск областей устойчивости
определение областей устойчивости системы автоматического регулирования для значений параметра из множества вещественных чисел E
Контур
некоторая замкнутая траектория на одной плоскости, отображаемая на другую плоскость соотношением F(s)
Принцип аргумента (теорема Коши)
связь между охватами нулей и полюсов функции F(s) контуром на s-плоскости и охватом начала координат контура на F(s) плоскости
Контур Найквиста
контур, охватывающий всю правую половину s-плоскости и включающий всю мнимую ось от -j∞ до +j∞ (эта часть дает отображение F(jω)) и замыкающийся полуокружностью радиуса r, где r→∞
Годограф Найквиста
отображение контура Найквиста на F(s) -плоскость для функции F'(s)=F(s)-1=L(s).
Чувствительность системы автоматического управления
отношение процентного изменения передаточной функции системы автоматического управления к процентному изменению передаточной функции объекта управления
Чувствительность системы автоматического управления (определение 2)
отношение изменения передаточной функции системы автоматического управления к изменению передаточной функции (или параметров) объекта управления при условии их малости.
Чувствительность замкнутой системы к изменению передаточной функции элемента обратной связи H(s)
отношение изменения передаточной функции системы автоматического управления к изменению передаточной функции (или параметров) этой обратной связи при условии их малости.
Чувствительность замкнутой системы к вариациям отдельного параметра α передаточноый функции объекта G(s):
рассчитывается по формуле (14) модуля Понятие чувствительности системы управления
Цель синтеза робастной системы
обеспечение требуемого качества системы независимо от изменения или неопределенности параметров модели, включая модели внешних возмущений
Робастная система
система, обладающая допустимыми изменениями качества при изменении или неточности ее модели
Корневая чувствительность
связывает изменение положения корня на s- плоскости с изменением параметра системы автоматического управления (системы автоматического регулирования)
Неопределенность параметров модели
наличие случайной составляющей в значении параметра модели системы автоматического управления (системы автоматического регулирования)
Линии корней
семейство траекторий корней системы автоматического управления (системы автоматического регулирования) при одновременном изменении двух параметров
Интерфейс пользователя
элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением
Графический интерфейс пользователя
графическая среда организации взаимодействия пользователя с вычислительной системой. Графический интерфейс позволяет управлять поведением вычислительной системы через визуальные элементы управления: окна, списки, кнопки, т.е. графические диалоговые элементы, отображаемые на экране видеомонитора.
Принципы проектирования графического интерфейса
простота, целостность,дружественность,эстетическая привлекательность,преемственность
Отображение функциональных зависимостей по трем аргументам
в пакете MATLAB имеется специальная функция slice: сечения функции от трех переменных
Задача триангуляции
Если задан набор точек на плоскости, то задача триангуляции такого набора состоит в соединении всех точек непересекающимися отрезками так, чтобы новых отрезков уже нельзя было добавить без пересечения с имеющимися. В
Триангуляция Делоне,
триангуляция, при которой внутрь окружности, описанной вокруг каждого треугольника, не попадают точки множества.
Дескриптор
уникальный идентификатор, который позволяет обращаться к любому графическому объекту и изменять его свойства.
Линии равного уровня
получаются, если трехмерная поверхность пересекается рядом плоскостей, расположенных параллельно друг другу.
Контурный график
в случае функции двух переменных дает представление об этой функции в виде линий равного уровня.
Поле градиентов функции
совокупность градиентов функции в разных точках пространства параметров. Графически представляется в виде стрелок, направление и размер которых соответствуют значению вектора градиента в данной точке.
Амплитудный и угловой критерий для корневого годографа
рассчитываются по (11) и (12) модуля Построение корневого годографа
Процесс создания интерфейса
действия, подразделяемые на этапы проектирования и реализации и направленные на создание графического интерфейса пользователя.
Графический интерфейс для параметрического анализа систем
инструмент, который призван облегчить организацию исследований, осмысление получены результатов и передачу их для использования во внешних приложениях.
Трехмерные поверхности
обычно описываются функцией двух переменных z(x,y), причем агрументы x и y задаются, как правило в виде опорной сетчатой плоскости, т.е. двумерных массивов. Для параметрических исследований в качестве аргументов x и y используются параметры системы, например, два из трех параметров ПИД- регулятора, в качестве функции z - исследуемый критерий качества.