🗊Презентация Программирование контроллеров

Категория: Устройства и комплектующие
Нажмите для полного просмотра!
Программирование контроллеров, слайд №1Программирование контроллеров, слайд №2Программирование контроллеров, слайд №3Программирование контроллеров, слайд №4Программирование контроллеров, слайд №5Программирование контроллеров, слайд №6Программирование контроллеров, слайд №7Программирование контроллеров, слайд №8Программирование контроллеров, слайд №9Программирование контроллеров, слайд №10Программирование контроллеров, слайд №11Программирование контроллеров, слайд №12Программирование контроллеров, слайд №13Программирование контроллеров, слайд №14Программирование контроллеров, слайд №15Программирование контроллеров, слайд №16Программирование контроллеров, слайд №17Программирование контроллеров, слайд №18Программирование контроллеров, слайд №19Программирование контроллеров, слайд №20Программирование контроллеров, слайд №21Программирование контроллеров, слайд №22Программирование контроллеров, слайд №23Программирование контроллеров, слайд №24Программирование контроллеров, слайд №25Программирование контроллеров, слайд №26Программирование контроллеров, слайд №27Программирование контроллеров, слайд №28Программирование контроллеров, слайд №29Программирование контроллеров, слайд №30Программирование контроллеров, слайд №31Программирование контроллеров, слайд №32Программирование контроллеров, слайд №33Программирование контроллеров, слайд №34Программирование контроллеров, слайд №35Программирование контроллеров, слайд №36Программирование контроллеров, слайд №37Программирование контроллеров, слайд №38Программирование контроллеров, слайд №39Программирование контроллеров, слайд №40Программирование контроллеров, слайд №41
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Программирование контроллеров. Доклад-сообщение содержит 41 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Бубников Иван Николаевич Программирование контроллеров
Описание слайда:
Бубников Иван Николаевич Программирование контроллеров

Слайд 2


Мы знали, но забыли Устойчивость – это когда всё стабильно?
Описание слайда:
Мы знали, но забыли Устойчивость – это когда всё стабильно?

Слайд 3


В любой сложной системе есть запаздывание: Подали напряжение на двигатель Подождали полсекундочки Обороты вышли на стабильную величину
Описание слайда:
В любой сложной системе есть запаздывание: Подали напряжение на двигатель Подождали полсекундочки Обороты вышли на стабильную величину

Слайд 4


В любой сложной системе есть запаздывание: Опустили монетку в снековый автомат Подождали 2 минуты Получили круассан
Описание слайда:
В любой сложной системе есть запаздывание: Опустили монетку в снековый автомат Подождали 2 минуты Получили круассан

Слайд 5


В любой сложной системе есть запаздывание: Посмотрели на светофор Загорелся зеленый Подождали секунду-две (в среднем) Перешли дорогу
Описание слайда:
В любой сложной системе есть запаздывание: Посмотрели на светофор Загорелся зеленый Подождали секунду-две (в среднем) Перешли дорогу

Слайд 6


Запаздывание? Как оценить величину запаздывания? Подать на систему сигнал Измерить запаздывание
Описание слайда:
Запаздывание? Как оценить величину запаздывания? Подать на систему сигнал Измерить запаздывание

Слайд 7


Запаздывание? Как оценить величину запаздывания? Подать на систему сигнал Измерить запаздывание А как? Время достижения установившегося значения? А какую точность брать?
Описание слайда:
Запаздывание? Как оценить величину запаздывания? Подать на систему сигнал Измерить запаздывание А как? Время достижения установившегося значения? А какую точность брать?

Слайд 8


Как будет удобнее? Сигналы бывают разные Постоянный сигнал Скачок Пила Треугольник Шум Синус
Описание слайда:
Как будет удобнее? Сигналы бывают разные Постоянный сигнал Скачок Пила Треугольник Шум Синус

Слайд 9


Как будет удобнее? Любой периодический сигнал можно представить суммой гармонических сигналов разных частот и амплитуд. Если сигнал непериодический, то можно раскладывать в ряд Фурье на интервале. Попробуем оперировать частотным представлением сигналов для оценки запаздывания
Описание слайда:
Как будет удобнее? Любой периодический сигнал можно представить суммой гармонических сигналов разных частот и амплитуд. Если сигнал непериодический, то можно раскладывать в ряд Фурье на интервале. Попробуем оперировать частотным представлением сигналов для оценки запаздывания

Слайд 10


Эксперимент Будем подавать на объект чистые синусоиды и наблюдать за реакцией объекта
Описание слайда:
Эксперимент Будем подавать на объект чистые синусоиды и наблюдать за реакцией объекта

Слайд 11


Эксперимент Будем подавать на объект чистые синусоиды и наблюдать за реакцией объекта
Описание слайда:
Эксперимент Будем подавать на объект чистые синусоиды и наблюдать за реакцией объекта

Слайд 12


Эксперимент Будем подавать на объект чистые синусоиды и наблюдать за реакцией объекта
Описание слайда:
Эксперимент Будем подавать на объект чистые синусоиды и наблюдать за реакцией объекта

Слайд 13


Что это нам дает? В эксперименте время запаздывания было постоянным на всех частотах, в реальной жизни такое бывает не всегда. На каждой отдельно взятой синусоиде запаздывание удобно оценивать углом Xвх = A * sin(wt) Xвых = B * sin(wt + phi) phi – это угол запаздывания
Описание слайда:
Что это нам дает? В эксперименте время запаздывания было постоянным на всех частотах, в реальной жизни такое бывает не всегда. На каждой отдельно взятой синусоиде запаздывание удобно оценивать углом Xвх = A * sin(wt) Xвых = B * sin(wt + phi) phi – это угол запаздывания

Слайд 14


При чем тут устойчивость? Пора вспомнить, чем мы тут занимаемся Основной принцип управления объектами – управление по ошибке. Когда из заданного сигнала вычитается выходной и результат подаётся на регулятор. Xвх - Xвых = A * sin(wt) – B * sin(wt + phi) Если phi = Pi, то Xвых = B * sin(wt + Pi) = -B * sin(wt)
Описание слайда:
При чем тут устойчивость? Пора вспомнить, чем мы тут занимаемся Основной принцип управления объектами – управление по ошибке. Когда из заданного сигнала вычитается выходной и результат подаётся на регулятор. Xвх - Xвых = A * sin(wt) – B * sin(wt + phi) Если phi = Pi, то Xвых = B * sin(wt + Pi) = -B * sin(wt)

Слайд 15


При чем тут устойчивость? То есть отрицательная обратная связь становится положительной!
Описание слайда:
При чем тут устойчивость? То есть отрицательная обратная связь становится положительной!

Слайд 16


Насколько это плохо? Xвх - Xвых = A * sin(wt) + B * sin(wt) = (A + B) * sin(wt) На следующем шаге на объект будет подаваться уже Xвх = (A + B) * sin(wt) Таким образом, выход будет (A + B) * B / A Ошибка на следующем шаге будет равна: Xвх - Xвых = (A + (A + B) * B / A) * sin(wt)
Описание слайда:
Насколько это плохо? Xвх - Xвых = A * sin(wt) + B * sin(wt) = (A + B) * sin(wt) На следующем шаге на объект будет подаваться уже Xвх = (A + B) * sin(wt) Таким образом, выход будет (A + B) * B / A Ошибка на следующем шаге будет равна: Xвх - Xвых = (A + (A + B) * B / A) * sin(wt)

Слайд 17


Упростим Для удобства примем А = 1: Xвх - Xвых = (1 + B) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B)) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B*(1 + B))) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B*(1 + B*(1 + B)))) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B*(1 + B*(1 + B*(1 + B))))) * sin(wt) Будет ли этому конец?
Описание слайда:
Упростим Для удобства примем А = 1: Xвх - Xвых = (1 + B) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B)) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B*(1 + B))) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B*(1 + B*(1 + B)))) * sin(wt) Xвх - Xвых = (1 + B*(1 + B*(1 + B*(1 + B*(1 + B))))) * sin(wt) Будет ли этому конец?

Слайд 18


Проще не стало Оставим только амплитуду синуса, сам синус больше 1 не станет точно: |Xвх – Xвых| = (1 + B) |Xвх – Xвых| = (1 + B*(1 + B)) = 1 + B + B^2 |Xвх – Xвых| = (1 + B*(1 + B + B^2)) = 1 + B + B^2 + B^3 Каждый следующий шаг – сумма ряда B^n Если B < 1, то сумма ряда не бесконечность, значит, модуль ошибки (и выходного значения заодно) будут ограничены. Сумма ряда 1 + B + B^2 + B^3 + ... = 1/(1 - B)
Описание слайда:
Проще не стало Оставим только амплитуду синуса, сам синус больше 1 не станет точно: |Xвх – Xвых| = (1 + B) |Xвх – Xвых| = (1 + B*(1 + B)) = 1 + B + B^2 |Xвх – Xвых| = (1 + B*(1 + B + B^2)) = 1 + B + B^2 + B^3 Каждый следующий шаг – сумма ряда B^n Если B < 1, то сумма ряда не бесконечность, значит, модуль ошибки (и выходного значения заодно) будут ограничены. Сумма ряда 1 + B + B^2 + B^3 + ... = 1/(1 - B)

Слайд 19


Для наглядности Если B = 0.9, то амплитуда синусоиды ошибки будет стремиться к 10 при входном сигнале в 1, а амплитуда выхода – к 10–1=9. При B = 0.01 – выход будет синусоидой с амплитудой 0.(01), что выглядит уже не так пугающе.
Описание слайда:
Для наглядности Если B = 0.9, то амплитуда синусоиды ошибки будет стремиться к 10 при входном сигнале в 1, а амплитуда выхода – к 10–1=9. При B = 0.01 – выход будет синусоидой с амплитудой 0.(01), что выглядит уже не так пугающе.

Слайд 20


Что такое B? B – отношение амплитуды выходного сигнала ко входному на частоте, запаздывание на которой равно Pi радиан (180 градусов).
Описание слайда:
Что такое B? B – отношение амплитуды выходного сигнала ко входному на частоте, запаздывание на которой равно Pi радиан (180 градусов).

Слайд 21


Что мы узнали? 1) Как обычно описывают запаздывание 2) Как оно может навредить системе 3) В каких случаях запаздывание приведёт к развалу системы 4) Есть какие-то частотные штуки, которые мешают жить
Описание слайда:
Что мы узнали? 1) Как обычно описывают запаздывание 2) Как оно может навредить системе 3) В каких случаях запаздывание приведёт к развалу системы 4) Есть какие-то частотные штуки, которые мешают жить

Слайд 22


Запаздывание? Никогда не встречал Бывает ли чистое запаздывание в жизни? На самом деле чистое запаздывание в нашем мире встречается не очень часто. Обычно запаздывание является следствием протекания внутренних процессов, а не отсутсвием реакции на вход вовсе. Это значит, что есть ряд внутренних переменных объекта, которые меняются плавно, создавая задержку между выходом и входом.
Описание слайда:
Запаздывание? Никогда не встречал Бывает ли чистое запаздывание в жизни? На самом деле чистое запаздывание в нашем мире встречается не очень часто. Обычно запаздывание является следствием протекания внутренних процессов, а не отсутсвием реакции на вход вовсе. Это значит, что есть ряд внутренних переменных объекта, которые меняются плавно, создавая задержку между выходом и входом.

Слайд 23


Запаздывание? Никогда не встречал Двигатель не набирает скорость мгновенно? - это ток не может резко нарасти и инерция ротора ограничивает ускорение Человек не сразу переходит дорогу с появлением зелёного – это информация от глаз обрабатывается мозгом. Наиболее подходящим примером транспортной задержки можно считать задержки в линиях связи.
Описание слайда:
Запаздывание? Никогда не встречал Двигатель не набирает скорость мгновенно? - это ток не может резко нарасти и инерция ротора ограничивает ускорение Человек не сразу переходит дорогу с появлением зелёного – это информация от глаз обрабатывается мозгом. Наиболее подходящим примером транспортной задержки можно считать задержки в линиях связи.

Слайд 24


Что это нам даёт? Это означает, что при увеличении частоты синуса на входе значения внутренних переменных объекта будут не успевать отрабатывать полную амплитуду входного сигнала
Описание слайда:
Что это нам даёт? Это означает, что при увеличении частоты синуса на входе значения внутренних переменных объекта будут не успевать отрабатывать полную амплитуду входного сигнала

Слайд 25


Программирование контроллеров, слайд №25
Описание слайда:

Слайд 26


Объекты в жизни Посмотрим на возможное поведение коэффициента передачи объектов при увеличении частоты входного сигнала: 1) Не меняется вообще 2) Убывает в большом 3) Возрастает в большом
Описание слайда:
Объекты в жизни Посмотрим на возможное поведение коэффициента передачи объектов при увеличении частоты входного сигнала: 1) Не меняется вообще 2) Убывает в большом 3) Возрастает в большом

Слайд 27


Объекты в жизни Как мы только что убедились, запаздывание, в основном, приносит вместе с собой уменьшение амплитуды при повышении частоты. Если амплитуда не меняется совсем, то, скорее всего, вход и выход связаны между собой линейно. Такие объекты сложно вывести из равновесия и для управления обратная связь не нужна вовсе.
Описание слайда:
Объекты в жизни Как мы только что убедились, запаздывание, в основном, приносит вместе с собой уменьшение амплитуды при повышении частоты. Если амплитуда не меняется совсем, то, скорее всего, вход и выход связаны между собой линейно. Такие объекты сложно вывести из равновесия и для управления обратная связь не нужна вовсе.

Слайд 28


Объекты в жизни Второй вариант – наиболее распространённый случай. Стабильные объекты обычно обладают фильтрующими свойствами (снижают амплитуду при увеличении частоты). Если коэффициент передачи будет меньше единицы на частотах с углом запаздывания не меньше 180 градусов, то объект будет устойчивым. Большинство объектов и явлений устойчивы
Описание слайда:
Объекты в жизни Второй вариант – наиболее распространённый случай. Стабильные объекты обычно обладают фильтрующими свойствами (снижают амплитуду при увеличении частоты). Если коэффициент передачи будет меньше единицы на частотах с углом запаздывания не меньше 180 градусов, то объект будет устойчивым. Большинство объектов и явлений устойчивы

Слайд 29


Объекты в жизни Третий вариант – тоже довольно редкий. В качестве примера можно привести тахогенератор, на вход которому приходит изменение угла, а на выходе снимается изменение напряжения. Чем выше частота изменения угла, тем выше скорость, а, следовательно, и ЭДС на обмотке. Говорить об устойчивости подобного объекта можно с натяжкой.
Описание слайда:
Объекты в жизни Третий вариант – тоже довольно редкий. В качестве примера можно привести тахогенератор, на вход которому приходит изменение угла, а на выходе снимается изменение напряжения. Чем выше частота изменения угла, тем выше скорость, а, следовательно, и ЭДС на обмотке. Говорить об устойчивости подобного объекта можно с натяжкой.

Слайд 30


Куда уходит устойчивость? Если объекты вокруг устойчивы, то к чему тогда весь разговор?
Описание слайда:
Куда уходит устойчивость? Если объекты вокруг устойчивы, то к чему тогда весь разговор?

Слайд 31


Куда уходит устойчивость? Объекты устойчивы, когда мы не пытаемся ими управлять! А вот наша система управления может значительно снизить устойчивость или вообще стать неустойчивой. Поэтому вопрос устойчивости поднимается именно в рамках системы управления.
Описание слайда:
Куда уходит устойчивость? Объекты устойчивы, когда мы не пытаемся ими управлять! А вот наша система управления может значительно снизить устойчивость или вообще стать неустойчивой. Поэтому вопрос устойчивости поднимается именно в рамках системы управления.

Слайд 32


Что мы узнали ещё? 1) Большинство объектов устойчиво 2) Устойчивость уменьшает система управления 3) Человек всё портит
Описание слайда:
Что мы узнали ещё? 1) Большинство объектов устойчиво 2) Устойчивость уменьшает система управления 3) Человек всё портит

Слайд 33


Как сильно всё испорчено? Как оценить, сильно снизилась устойчивость или нет?
Описание слайда:
Как сильно всё испорчено? Как оценить, сильно снизилась устойчивость или нет?

Слайд 34


Как сильно всё испорчено? Можно определить, насколько далеко от текущей ситуации находится неустойчивое положение. Обычно, это называется запасом.
Описание слайда:
Как сильно всё испорчено? Можно определить, насколько далеко от текущей ситуации находится неустойчивое положение. Обычно, это называется запасом.

Слайд 35


Запасы устойчивости Выйти из зоны устойчивости объект может двумя путями: 1) Если коэффициент передачи увеличится настолько, что на углу запаздывания 180 градусов он станет равным единице. 2) Если угол запаздывания увеличится настолько, что на коэффициенте передачи 1 он достигнет значения 180 градусов.
Описание слайда:
Запасы устойчивости Выйти из зоны устойчивости объект может двумя путями: 1) Если коэффициент передачи увеличится настолько, что на углу запаздывания 180 градусов он станет равным единице. 2) Если угол запаздывания увеличится настолько, что на коэффициенте передачи 1 он достигнет значения 180 градусов.

Слайд 36


Бывает ли такое? Для примера возьмём двигатель 1) Нагрелись обмотки из-за работы на большую нагрузку и сопротивление увеличилось. Это изменение приведет к увеличению коэффициента передачи системы. 2) Обмотки сильно нагрелись, диаметр витков от нагрева увеличился, увеличилась магнитная проницаемость материала сердечника. Результат – изменилась индуктивность, постоянная времени L/R, увеличился угол запаздывания
Описание слайда:
Бывает ли такое? Для примера возьмём двигатель 1) Нагрелись обмотки из-за работы на большую нагрузку и сопротивление увеличилось. Это изменение приведет к увеличению коэффициента передачи системы. 2) Обмотки сильно нагрелись, диаметр витков от нагрева увеличился, увеличилась магнитная проницаемость материала сердечника. Результат – изменилась индуктивность, постоянная времени L/R, увеличился угол запаздывания

Слайд 37


Как проверить систему на устойчивость Снять зависимости амплитуды и угла запаздывания от частоты на диапазоне от 0 до той, на которой угол будет 180 градусов Определить по снятой характеристике оба запаса.
Описание слайда:
Как проверить систему на устойчивость Снять зависимости амплитуды и угла запаздывания от частоты на диапазоне от 0 до той, на которой угол будет 180 градусов Определить по снятой характеристике оба запаса.

Слайд 38


Как проверить систему на устойчивость А если у нас микроконтроллер и преобразование Фурье нам делать слишком дорого?
Описание слайда:
Как проверить систему на устойчивость А если у нас микроконтроллер и преобразование Фурье нам делать слишком дорого?

Слайд 39


Как проверить систему на устойчивость Можно искуственно создать изменения в системе и оценить величину запасов: 1) Увеличить коэффициент усиления в прямом канале до тех пор, пока в системе не начнуться устойчивые колебания. 2) Внести искуственную задержку в прямой канал, увеличивать её до появления устойчивых колебаний.
Описание слайда:
Как проверить систему на устойчивость Можно искуственно создать изменения в системе и оценить величину запасов: 1) Увеличить коэффициент усиления в прямом канале до тех пор, пока в системе не начнуться устойчивые колебания. 2) Внести искуственную задержку в прямой канал, увеличивать её до появления устойчивых колебаний.

Слайд 40


Проблемы автоматизации Чтобы автоматизировать процесс, надо уметь определять устойчивые колебания. Они могут прийтись на ту частоту, которая будет выше частоты чтения выходной величины.
Описание слайда:
Проблемы автоматизации Чтобы автоматизировать процесс, надо уметь определять устойчивые колебания. Они могут прийтись на ту частоту, которая будет выше частоты чтения выходной величины.

Слайд 41


Как быть? Преобразование Фурье - это будет занимать время. Придумывать различные ухищрения.
Описание слайда:
Как быть? Преобразование Фурье - это будет занимать время. Придумывать различные ухищрения.

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию