CW01 - Teorie měření a regulace cv. 7.0

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb

CW01 - Teorie měření a regulace cv. 7.0 Teorie regulace

ZS – 2014/2015

© 2014 - Ing. Václav Rada, CSc.

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb

Teorie měření a regulace Teorie regulace 1

2.z-1.tr ZS – 2014/2015

© 2014 - Ing. Václav Rada, CSc.

KYBERNETIKA – TEORIE A PRINCIPY

T- MaR

Další hlavní téma předmětu se dotýká obsáhlé oblasti

řízení systémů ………….… …. jsou míněny systémy technologické, pohonné, apod. – jedná se tedy o

REGULACE

…… © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ aneb

Základy KYBERNETIKY chcete-li

TEORIE REGULACE © VR - ZS 2009/2010

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Kybernetika … popis obecných zákonitostí týkajících se řízení a řídicích systémů i přenosu informací. Velice úzce souvisí s rozvojem techniky, který nastal v období před druhou světovou válkou a v jejím průběhu. Hnacím motorem tehdejšího vývoje a pokroku bylo bohužel válečnické úsilí. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Ruku v ruce s válečným úsilím a tedy s rozvojem zbrojního průmyslu šel i všeobecný rozmach průmyslu a technologických procesů, které začaly vyžadovat kvalitnější řízení, než které bylo, dejme tomu, v polovině meziválečného období. V té době se ukázalo, že člověk a jeho reakční doby jsou pro mnoho procesů příliš dlouhé, že nestačí zpracovat potřebné množství informací z procesu a vyhodnotit z nich příslušné zásahy.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Potvrdilo se tak známé, že člověk je málo pružným článkem řízení a že je nezbytné ho nahradit stále pozorným, stále stejně rychle reagujícím a stále stejně reagujícím nezávislým (automaticky pracujícím) systémem. Rozvíjející se technika nutně vyžadovala „odstranit“ člověka a jeho působení ……

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Je známo, že jako první formulovali základní poznatky N. Wiesner, J. Biglow a A. Rosenblueth při studiu fyziologických procesů ve vztahu obsluha – stroj. Vzhledem k časovému období to bylo z vojenské oblasti – při práci na principech protileteckých zaměřovačů, při sledování jejich pracovních procesů a při praktické práci s nimi. A nebyli sami, jen válečné utajování mnohé další osobnosti zamlčelo tak, že se nakonec „ztratili“ v nejrůznějších válečnických archivech. Ale naštěstí jejich výsledky a závěry už to tak striktně nepotkalo. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Diskuze kolem tehdejších poznatků a další rozvoj přijatých závěrů vedlo v letech 1947 – 1948 k definování zásad nového oboru nazvaného Kybernetics - Kybernetika. Jméno bylo odvozeno od řeckého „kybernetikos“, které lze přeložit jako kormidelník (ten co určuje směr).

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA

Nejdůležitější principy kybernetiky: Zpětná vazba ….. Informace ….. Model…..

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Zpětná vazba Do základů byla zahrnuta i teorie řízení systémů založená na zpětné vazbě a jejích účincích v systému řízení. Teorie zpětné vazby byla definována již roku 1868, kdy o ní tehdejší význačný fyzik - teoretik C. Maxwell zveřejnil odbornou studii, ale k dalšímu teoretickému rozvoji a návazně k aplikačnímu pojetí se „propracovala“ až v tomto období.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Zpětná vazba Do základů byla zahrnuta i teorie řízení systémů založená na zpětné vazbě a jejích účincích v systému řízení. Teorie zpětné vazby byla definována již roku 1868, kdy o ní tehdejší význačný fyzik - teoretik C. Maxwell zveřejnil odbornou studii, ale k dalšímu teoretickému rozvoji a návazně k aplikačnímu pojetí se „propracovala“ až v tomto období.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Zpětná vazba Princip zpětné vazby byl znám již dříve v regulační technice a používal se při návrhu zpětnovazebních zesilovačů pro účely sdělovací techniky.

Zakladatelé kybernetiky ale rozpoznali, že jde o velmi obecný princip. Je především zásluhou kybernetiky, že se stal obecně známým a umožnil vysvětlit řadu dějů odehrávajících se v nejrůznějších dynamických systémech. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Informace Postupně vznikla exaktní teorie informace jako odnož teorie pravděpodobnosti. Informace doplnila náš fyzikální obraz světa v tom smyslu, že jde o stejně důležitou entitu, jako je hmota či energie.

Informace je zřejmě nejfrekventovanějším pojmem, který kybernetika přinesla. Zpracování informace se stává stále důležitějším a pomalu ale jistě mění charakter našeho života.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Model Systematické studium různých systémů vedlo k poznatku, že systémy různé fyzikální podstaty mohou mít velmi podobné chování a že chování jednoho systému můžeme zkoumat prostřednictvím chování jiného, snáze realizovatelného systému ve zcela jiných časových či prostorových měřítcích.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Model Ukázalo se, že mnohé mechanické, hydraulické, pneumatické, tepelné a jiné systémy, jsou popsány formálně stejnými diferenciálními rovnicemi jako elektrické obvody.

To vedlo k potřebě propracovat tuto analogii a využít ji i v praxi. Vedlo to ke vzniku speciálních elektrických obvodů analogových počítačů. Brzy však byly vytlačeny symbolickými modely na číslicových počítačích. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Za zakladatele kybernetiky je považován americký matematik Norbert Wiener, který vydal v roce 1948 knihu „Kybernetika

aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů“

Shromáždil, sladil a teoreticky skloubil a následně v knize popsal své výsledky – definoval teorie a principy tohoto základního (systémového) vědního oboru. Proto je považován za „otce kybernetiky“ a tato jeho kniha se stala určitou „biblí“ kybernetických systémů a kybernetiků. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Model Ukázalo se, že mnohé mechanické, hydraulické, pneumatické, tepelné a jiné systémy, jsou popsány formálně stejnými diferenciálními rovnicemi jako elektrické obvody.

To vedlo k potřebě propracovat tuto analogii a využít ji i v praxi. Vedlo to ke vzniku speciálních elektrických obvodů analogových počítačů. Brzy však byly vytlačeny symbolickými modely na číslicových počítačích. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Za zakladatele kybernetiky je považován americký matematik Norbert Wiener, který vydal v roce 1948 knihu „Kybernetika

aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů“ Shromáždil, sladil a teoreticky skloubil a následně v knize popsal své výsledky – definoval teorie a principy tohoto základního (systémového) vědního oboru. Proto je považován za „otce kybernetiky“ a tato jeho kniha se stala určitou „biblí“ kybernetických systémů a kybernetiků. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA V dalších letech se kybernetika vyvíjela odlišně v různých zemích. Ve vyspělých západních zemích víceméně pojala obecnou teorii systémů. Řada oborů, které byly a jsou v základech součástí vědního oboru kybernetika, se vyvíjí jako samostatné obory – například informatika, umělá inteligence nebo neuronové sítě, i jiné oblasti.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA V zemích bývalého „socialistického tábora“ byla kybernetika z čistě ideologických důvodů považována za „buržoazní pavědu“ – i když jejími pravidly se (kupodivu) vedoucí strana a její aparát (a pochopitelně i ostatní „normální“ vědní obory) řídili, aniž by „se o tom mluvilo“. Oficiálně začala být v těchto zemích přijímána až po polovině 60. let – nejprve jako nechtěná nutnost a „nepotřebná“ teorie. Pak se naopak stala do určité míry „módní“ vědou – naštěstí na velice krátkou dobu víceméně po celém vyspělém světě – a následně tím, čím skutečně je = zastřešující disciplínou pro mnoho oborů. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Tehdejší vůdčí síly v zemích bývalého „socialistického tábora“ dávali maximální důraz na původ a oblast z níž vyšla. Jejich „pravdou“ bylo, že kybernetika jasně vyjadřuje jeden z hlavních rysů buržoasního světového názoru, jeho nelidskost a snahu přeměnit pracující v součástku stroje, ve výrobní nástroj a nástroj války. Zároveň tvrdili, že je pro kybernetiku charakteristická imperialistická utopie, podle níž má být živý, myslící člověk, jenž bojuje za své zájmy, nahrazen ve výrobě i ve válce strojem. Takto zjednodušovali její podstatu a principy a zkreslovali její aplikační sílu, © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Kybernetika patří k systémovým vědám. Je jednou ze „základních“ vědních disciplin. Její dopad do všech ostatních věd je obrovský a mnohdy si ho ani neuvědomujeme. Kybernetika se zabývá velice rozmanitými problémy z oblastí jednotlivých speciálních věd ze systémového pohledu (jak lze konstatovat současnou terminologií). © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Zabývá se systémy, které informace přijímají, ukládají, zpracovávají a na jejich základě činí rozhodnutí – naplňují cíl (zjednodušeně řečeno – většinou formou nápravných opatření). Informace – signály, které vysílá jako výsledek řídicí systém – nabývají vzhledem k definovanému cíli určitého smyslu.

A je jedno, o jakou oblast života se jedná – jen je nutno výsledky správně a relevantně interpretovat.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Jako mnoho jiných disciplín i kybernetika nemá jedinou definici, ale v literatuře jich existuje celá řada. Asi nejlépe vystihuje podstatu kybernetiky jako systémové vědy definice tato:

Kybernetika je věda, která se zabývá obecnými principy řízení a přenosu informací ve strojích a živých organismech. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Předmětem studia kybernetiky nejsou úplně obecné systémy, ale tzv. kybernetické systémy a jejich kybernetická teorie systémů (pro zobrazování systémů používá množinové vyjádření). Takové systémy jsou samořídicími se systémy, které jsou složené v nejjednodušším případě ze dvou dílčích systémů (jeden je subjekt řízení – část která řídí, a druhý je objektem řízení – část, která je řízena). Mezi nimi existuje vzájemné informační působení.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Kybernetické systémy mají cílové chování, což je vlastnost systémů vyznačujících se vědomím. Předmětem kybernetiky je aspekt řízení, regulací, extremálního řízení – to je obsahem

kybernetické teorie regulace. Problémy učících se a vyvíjejících se systémů se zabývá

kybernetická teorie učení. © VR - ZS 2014/2015


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

TEORIE ŘÍZENÍ - KYBERNETIKA Základem kybernetických systémů jsou informace a informační procesy představující novou kvalitu. Jsou sice vždy vázány na látkové nebo energetické nosiče, nelze je však redukovat na látkové nebo energetické procesy. Jsou obsaženy v části nazývané

kybernetickou teorií informace.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Důležité pojmy kybernetiky Mechanizace – proces zavádění strojních mechanizmů osvobozujících člověka od fyzické náročné pracovní činnosti. Ovládání strojů je svěřeno plně člověku.

Automatizace – vývojové stadium řídicích systémů, kdy jsou určité řídicí činnosti člověka přebírány strojem (regulačním systémem).

© VR - ZS 2009/2010


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Důležité principy kybernetiky Řízení – cílevědomé působení na řízený objekt s úmyslem dosažení stanoveného (předepsaného, zadaného, určeného) cíle. Obvyklými ukazateli jsou: spolehlivost, kvalita, přesnost, nižší náklady, úspora materiálu, rychlejší reakce na poruchy a požadavky zadání, atd.

Ruční řízení – cílevědomé působení člověka přímo na objekt, aby bylo dosaženo stanoveného cíle. Pozn. – ruční řízení může být se zpětnou vazbou i bez ní – záleží na fyzickém a technickém provedení systému (!).

© VR - ZS 2014/2015


T- MaR

ŘÍZENÍ Regulace – je definována jako schopnost kybernetických systémů udržovat sledovanou veličinu na stálé (požadované) úrovni, hodnotě (přibližně nebo přesně, podle dalších vlastností) a eliminovat tím působící rušivé vlivy nebo třeba změny sledované hodnoty – v regulacích neexistuje automatická změna parametrů – systémy pro svou činnost vyžadují existenci (fungující) zpětné vazby, která uzavírá obvod řízení.

Někdy se hovoří o tom, že speciálním druhem je řízení bez zpětné vazby --- správně však se má v tomto případě hovořit o „ovládání“ – které je charakterizováno právě NEPŘÍTOMNOSTÍ obvodů zpětné vazby. © VR - ZS 2014/2015


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Důležité principy kybernetiky Automatické řízení – dtto s vyloučením účasti člověka v některých fázích procesu řízení. Může být přímé, kdy není potřeba zvláštního přívodu energie pro řídicí proces. Nebo nepřímé, které si přívod energie vyžaduje.

Ovládání (řízení v otevřeném obvodě, řízení bez zpětné vazby) – je to řízení probíhající podle předem stanovených (zadaných) pravidel (algoritmů) a bez kontroly provedení řídicích příkazů. Příkladem je řízení dopravních světel na křižovatce, dodávky zboží bez objednávek, apod. © VR - ZS 2009/2010


ŘÍZENÍ

T- MaR

Úvodní slovo

Zjednodušený základní přístup k problematice využívá bloková funkční schemata a jejich matematický popis = diferenciální časově závislé rovnice popisující dynamické chování jednotlivých prvků schematu (skutečné soustavy, procesu). V praktických úlohách se řeší, jak „ovládnout“ (řídit, regulovat) dynamické - ale i statické vlastnosti – dané soustavy, aby plnila úkoly na ni kladené a zároveň, aby vyhovovala v reálném provozu a přitom byla realizována za ekonomicky únosnou cenu.

Nedá se říci, že by toho bylo málo … © VR - ZS 2009/2010


ŘÍZENÍ

T- MaR

Úvodní slovo

Z toho plyne, že při návrhu regulovaných (řízených) systémů je potřeba provázat návrh vlastního systému s návrhem jeho regulačních a řídicích prvků a tedy systému (obvodu) jako celku. Jen tak budou respektovány fyzické vlastnosti skutečných prvků – existujících v systému i těch, ze kterých bude systém realizován. Že budou respektovány vzájemné vazby jednotlivých prvků (i když se jich – těch vazeb – regulační systém přímo nedotýká) !

© VR - ZS 2009/2010


T- MaR

ŘÍZENÍ * druhy automatické regulace -- regulovaná soustava + regulátor + zpětná vazba + …..

-- charakteristické vlastnosti – regulační odchylka, přesnost regulace * vztahy a matematický popis -- statické a dynamické charakteristiky, diferenciální rovnice, přenosová funkce, přechodové charakteristiky, frekvenční charakteristiky, dopravní zpoždění, nelinearity -- statické a astatické prvky ( 0. až 3. řád)

* realizační prvky (akční členy, regulátory, pohony) © VR - ZS 2009/2010


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Základy teorie řízení V teorii řízení jde o systémy reagující v časové závislosti na podněty – buď podněty vyžádané (zadání nového stavu nebo reakce na změny výstupu) nebo podněty přicházející z okolí (většinou formou poruch). Matematicky je to oblast popisovaná diferenčními a diferenciálními rovnicemi. Přitom nelze pominout oblasti statické (na čase nezávislé) popisující základní charakteristiky a vlastnosti sledovaných systémů. Tam je matematika na úrovni soustavy lineárních a nelineárních rovnic a nerovnic. © VR - ZS 2009/2010

T- MaR

KYBERNETIKA – TEORIE A PRINCIPY TEORIE ŘÍZENÍ

Základy teorie řízení Základní struktura systému automatického řízení

W

X

Základní struktura systému automatického řízení

regulátor R

Y

regulovaná soustava S

jedná se o časově závislé systémy a tedy i časově závislé proměnné, správně w(t), x(t) a y(t)

© VR - ZS 2009/2010


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Základy teorie řízení w(t) ... žádaná hodnota vstupní veličiny x(t) ... řídicí Základní veličina na výstupu regulátoru a zároveň na vstupu struktura systému automatického řízení regulované soustavy y(t) ... výstupní veličina regulované soustavy (objektu řízení).

© VR - ZS 2009/2010

T- MaR


Základy teorie řízení Základní schema zpětnovazebního regulačního obvodu. u

regulační odchylka

e

w žádaná hodnota

Regulátor

x

porucha

regulovaná veličina

soustava

y

-

uy

člen zpětné vazby

signál zpětné vazby

Základní schema zpětnovazebního systému © VR - ZS 2009/2010

T- MaR


Základy teorie řízení Pokud je regulátor informován o výsledcích své regulační činnosti zpětnou vazbou, vznikne regulační obvod, jehož blokové schema je regulační odchylka

w

PR

žádaná hodnota

u1

ue

uw

ŮČR

VZ

x AO

u3 RS

-

uy

MČ - ZPV

signál zpětné vazby

u4

© VR - ZS 2009/2010

u2

regulovaná veličina

Základní struktura systému automatického řízení

y


T- MaR

TEORIE ŘÍZENÍ

Základy teorie řízení Zpětnovazební regulační obvod má tyto úkoly: zabezpečit, aby regulovaná veličina co nejlépe sledovala časový průběh řídicí veličiny – splnění tohoto požadavku charakterizují vlastnosti obvodu z hlediska řízení kompenzovat účinky poruchových signálů tak, aby se jejich působení neprojevilo (pokud možno vůbec) v časovém chování výstupní regulované veličiny.

© VR - ZS 2009/2010

T- MaR

KYBERNETIKA – TEORIE A PRINCIPY TEORIE ŘÍZENÍ systémy automatického řízení a regulace

lineární

nelineární

spojité

diskrétní

stacionárníí

© VR - ZS 2009/2010

hybridní

nestacionární

se soustředěný mi parametry

s rozloženými parametry

deterministické

stochastické


ŘÍZENÍ Informace a řízení jsou dva základní pojmy kybernetiky. Klasifikace typů řízení je dělí na čtyři (základní) typy:

regulace adaptivní řízení extremální regulace učení

© VR - ZS 2010/2011

T- MaR


T- MaR

ŘÍZENÍ extremální regulace – systém je schopen vyhledat nejvýhodnější požadovanou hodnotu a dosáhnout tak co nejlepšího výsledku (nejlepší chování celého systému) v daných omezujících podmínkách a podle zadaného kriteria optimality – systém může v určitých mezích automaticky měnit pouze jeden ze svých parametrů, kterým je řídicí veličina – struktura a ostatní parametry jsou neměnné.

optimální regulace – algoritmus řízení či regulace je průběžně optimalizován podle předem zadaného (zvoleného) optimalizačního kritéria (např. kritéria kvality regulace, minima doby přechodového děje, energetického minima, ….…)

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

ŘÍZENÍ adaptivní řízení – systém se umí přizpůsobovat měnícímu se prostředí tím, že na základě průběžného příjmu informací ze sebe sama, ze své činnosti (ze svého působení) i z prostředí, mohou změnou své struktury a změnou více než jednoho parametru odstraňovat nejistotu o vlastnostech systému a o vnějších vlivech, hovoří se o přizpůsobování se – tyto přizpůsobující se systémy existují ve všech oblastech života

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

ŘÍZENÍ učení – systémy, které na základě rozboru opakovaných podnětů a svých vlastních dosavadních reakcí na podněty, umí dosáhnout účelnějšího chování (což nemusí být vždy optimálním výsledkem), tzn. opravovat své chování tak, aby co nejlépe vyhovovalo prostředí a omezením z tohoto prostředí plynoucí.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

ŘÍZENÍ - regulace Analogová regulace – probíhá v čase spojitě (kontinuálně) – každý bod má pro časový průběh existující limitní hodnotu zprava i zleva Číslicová (digitální) regulace – probíhá v čase nespojitě – řídící či regulační orgán je obvykle realizován na bázi počítače nebo mikroprocesoru (alespoň jeden člen R.O. má číslicový – nespojitý - charakter) Pulsní regulace – probíhá v čase nespojitě – řídící či regulační orgán působí na řízený objekt v určitých frekvenčně i amplitudově definovaných pulsech Uvedené typy regulací existují (pochopitelně) i v řízení. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

ŘÍZENÍ - regulace Deterministická regulace – řízení podle signálů přesně definovaných (definovaných typů) = předem známých Stochastická regulace – řízení podle signálů nedefinovaných časově a i amplitudově a tvarově = signálů předem neznámých Adaptivní regulace – řídící či regulační algoritmus je podle zadaného úpravného (opravného, korekčního) algoritmu ovlivňován realitou řízené či regulované veličiny – algoritmus se tedy mění podle okamžitého stavu řízeného či regulovaného procesu Uvedené typy regulací existují (pochopitelně) i v řízení. © VR - ZS 2010/2011


T- MaR

ŘÍZENÍ - regulace Logická regulace – řízení na základě binární logiky a základních logických zákonů – vykonávají se jen logické operace Sekvenční regulace – v čase postupně probíhající řízení podle předem zadaného řídícího či regulačního schematu – bez zpětnovazební kontroly řízené či regulované reality Regulace pevnou logikou (logickým polem) – předem naprogramované řízení (obvykle kombinace logického a sekvenčního) v integrovaném obvodě (nebo paměti mikroprocesoru) Uvedené typy regulací existují (pochopitelně) i v řízení.

© VR - ZS 2010/2011


T- MaR

ŘÍZENÍ - regulace Fuzzy regulace – řízení probíhá podle principů fuzzy logiky nebo tzv. jazykových modelů – umožňuje defino-vat hodnotově neurčité (vágní) „mezi-stavy“ typu: skoro, menší než, větší než, skoro roven, apod., definované např. slovně či porovnáváním

Regulace selskou logikou – využívá princip definování algoritmu neurčitého (vágního) typu ………

Uvedené typy regulací existují (pochopitelně) i v řízení. © VR - ZS 2010/2011


ŘÍZENÍ - regulace Dále existují:  - kybernetická teorie automatů,  - kybernetická teorie her,  - kybernetická teorie algoritmů,  - …… které se zabývají příslušnými oblastmi ze systémového pohledu kybernetiky.

© VR - ZS 2010/2011

T- MaR


T- MaR

Základní pojmy

Analogová regulace – probíhá v čase spojitě (kontinuálně) – každý bod má pro časový průběh existující limitní hodnotu zprava i zleva Číslicová (digitální) regulace – probíhá v čase nespojitě – řídící či regulační orgán je obvykle realizován na bázi počítače nebo mikroprocesoru (alespoň jeden člen R.O. má číslicový – nespojitý - charakter) Pulsní regulace – probíhá v čase nespojitě – řídící či regulační orgán působí na řízený objekt v určitých frekvenčně i amplitudově definovaných pulsech


T- MaR

Základní pojmy

Logická regulace – řízení na základě binární logiky a základních logických zákonů – vykonávají se jen logické operace Sekvenční regulace – v čase postupně probíhající řízení podle předem zadaného řídícího či regulačního schematu – bez zpětnovazební kontroly řízené či regulované reality Regulace pevnou logikou (logickým polem) – předem naprogramované řízení (obvykle kombinace logického a sekvenčního) v integrovaném obvodě (nebo paměti mikroprocesoru)


T- MaR

Základní pojmy

Deterministická regulace – řízení podle signálů přesně definovaných (definovaných typů) = předem známých Stochastická regulace – řízení podle signálů nedefinovaných časově a i amplitudově a tvarově = signálů předem neznámých Adaptivní regulace – řídící či regulační algoritmus je podle zadaného úpravného (opravného, korekčního) algoritmu ovlivňován realitou řízené či regulované veličiny – algoritmus se tedy mění podle okamžitého stavu řízeného či regulovaného procesu


T- MaR

Základní pojmy

Optimální regulace – algoritmus řízení či regulace je průběžně optimalizován podle předem zadaného (zvoleného) optimalizačního kritéria (např. kritéria kvality regulace, minima doby přechodového děje, energetického minima, ….…) Extremální regulace – algoritmus řízení či regulace je podmiňován extremálními požadavky vycházejícími z potřebných (vyžadovaných) vlastností


T- MaR

Základní pojmy

Fuzzy regulace – řízení probíhá podle principů fuzzy logiky nebo tzv. jazykových modelů – umožňuje definovat hodnotově neurčité (vágní) „mezi-stavy“ typu: skoro, menší než, větší než, skoro roven, apod., definované např. slovně či porovnáváním Regulace selskou logikou – využívá princip definování algoritmu neurčitého (vágního) typu ………

Uvedené typy regulací existují (pochopitelně) i v řízení


T- MaR

Základní pojmy

STABILITA – vyrovnaný (ustálený) stav systému při kterém je zachovávána hodnota všech stavových veličin STABILIZACE – proces zabezpečení (dosažení) stálosti stavu a zaručující návraty do tohoto stavu vždy když je systém vyveden z rovnovážného stavu KVALITA REGULACE – soubor vlastností zaručující dosažení stanoveného cíle řízení bez ohledu na momentální i výchozí stav systému (regulovaného objektu) – je charakterizováno délkou doby odezvy a typem průběhu – obvykle udávána jako minimální plocha pod integrálem regulačního pochodu


T- MaR

Základní pojmy

PŘESNOST REGULACE – dovolená odchylka skutečné hodnoty výstupní veličiny od požadované – reprezentuje statické vlastnosti systému PŘESNOST ŘÍZENÍ – dovolená odchylka skutečné hodnoty regulační odchylky


T- MaR

… a to by bylo

vše 7...... © VR - ZS 2009/2010


ŘÍZENÍ

© VR - ZS 2009/2010

T- MaR

CW01 - Teorie měření a regulace cv. 7.0

Recommend Documents