3.8. Заключение 119

.МП пользуются операторы, позволяют им управлять даже очень сложными системами. Если управляющий компьютер должен в той или иной степени имитировать модель принятия решений человека, то систему управления необходимо описывать в лингвистических терминах. Одним из средств описания моделей с внутренними неопределенностями служит нечеткая логика.

Последовательностные системы и системы дискретных событий широко применяются в про.мышленности. Некоторыми пропессами можно управлять с помощью относительно простых комбинациогпштх сетей, для других - необходимо учитывать их предыдунпе состояния (историю). В этой главе были рассмотрены некоторые способы .vюдeлиpoвaния последовательностных систем.

Рекомендации по дальнейшему чтению

Существует много книг, посвященных моделированию динамических систем; не очень СЛ0Ж1Ш1МИ введениями являются [Luenberger, 1979J и [Ljung/Glad, 1994J. Идентификация процессов и оценка параметров, которые были коротко затронуты в этой главе, - предмет рассмотрения [Soderstrom/Stoica, 1989J и [Ljung, 1987], которые рекомендуются как вводгнде, а Ljung/Soderscrom, 1983J дает подробную информацию но рекурсивным оценкам.

Важным разделом механических систем является динамика и кинематика роботов; [Craig, 1989] дает короткое, но превосходное введение в эти вопросы. fSpong/ Vidyasagar, 1989] и [Asada/Slocine, 1986] представляют собой более полное рассмотрение задачи управления роботами.

Много кгшг посвящено электрическим системам. [FiCzgerald/Kingsiey/ Umans, 1990] - это стандартный учебник по электрическим машинам; [Molian/ Undeland/Robbins, 1995] дает обзор перснектив силовой электроники, /[инамичес-ким аспектам особое внимание уделено в [Leonliard, 1985]. [Eigerd, 1982] предлагает хорошее введение в электрические системы.

[Kreutzer, 1986] представляет собой обзор математических методов для моделирования зданий; в книге даются различные стили моделирования и соответствующие методы расчетов на компьютере.

[Wolfram, 1991J - это известгилй справочник по пакету Mathematica.

[Buckley, 1964] - классическая книга о моделировании и унравлегпш химическими процессами. Представление об этих процессах также можно получить из[ЕиуЬеп, 1990], где приведено несколько иллюстраций моделирования технологии химических процессов. fSeborg/Edgar/Mellichamp, 1989] дает подробное изложение управления химическими процессами. Некоторые аспекты моделирования стагишй биологической очистки сточных вод можно найти в (Henze et al., 1987] и I Olsson, 1985], [Cannon, 1967 J обсуждает в деталях процессы передачи тепла.

[Franklin/Powell/Emami-Naemi, 1986] рекомендуется как превосходное введение в непрерывные системы управления. [Кпо, 1995] содержит больпюй вводгнлй раздел по моделированию физических систем и онисание необходимой математики для их аналргза. Дискретные как детерминированные, так и стохастические системы управления подробно излагаются в [Astrom/Wittenmark, 1990] и [Franklin/Powell/ Workman, 1990]. В обеих книгах детально рассматривается влияние интервала выборки на устойчивость системы.

Хороший обзор положений нечеткой логики дается в Yager/Zadeh, 1987] и [Щ: Folger, 1988J. Совремешюе представление о применении теории нечеткой лощ в управлении изложено в [Driankov/IIeiiendoorn/Reinfrank, 1993]. Связь между ройными сетями и нечеткой логикой хороню описана в Kosko, 1990].

Последователыюстные системы описываются в [Fletcher, 1980]. [Desrochers, igjf, рассматривает моделирование при ноточгюм производстве, а также марковские це. и марковские процессы как инструмент такого моделирования.

Ранняя история технологии управления от античных времен до паровой машищ Уатта приведегш в [Мауг, 1970]. Некоторые исторические записки о Уатте и Мац, велле можно гшйти в [Fuiier, 1976]; разработка усилителя с обратгюй связью опиц; вается в [Bode, 1960J. Некоторые рагнше работы, касающиеся описания в простран стве состояний и оптимизации, упоминаются в [Bellman/Kalaba, 1964].

Вход и выход физических процессов

Интерфейс между техническим процессом и системой управления Датчики и исполнительные механизмы. Передача и согласование сигналов

Обзор

Эта глава посвящена описанию интерфейса между физическим/техническим процессом и управляющим компьютером. Для того чтобы обеспечить связь компьютера с процессом, приходится применять много разных технологий. Разработчик систе.м цифрового управления не обязательно должен быть .экспертом во всех смежных областях, однако важно, чтобы он имел представление о различных проблемах организации интерфейса.

В начале главы описаны составляющие интерфейса процесс-компьютер. Жизненно важными для цифрового управления являются измерения и технология датчиков. Датчики должны точно отображать физические переменные технического процесса как в стационарных, так и в переходных режимах работы. Измерительная аппаратура и исполнительные устройства - .это очень обншрная тема, и здесь даны лишь несколько примеров, позволяющих читателю ощутить круг проблем и возмож-!юстей в .этой области (раздел 4.1). Основные характеристики датчиков описаны в разделе 4.2. Измерительные устройства, которые обеспечивают только сигналы типа "включено/выключено" - бинарные датчики - рассмотрены в разделе A3. Краткий обзор различных датчиков аналогового типа сделан в разделе 4.4. Значительное внимание уделено расходомерам, поскольку они играют важную роль в прикладных задачах управления процессами.

Передача сигналов между датчиками, управляющим компьютером и испо.чпи-тельными устройствами - еще одна больн1ая тема. CиrнaJHл, которые вырабатываются датчиками, должны быть согласованы как с устройствами измерения, так и с интерфейсом компьютера. В .этом смысле очень важно предпринять защитные .меры против влияния разнообразных .электрических помех, искажающих первона-чатьный сигнал датчика. Вид носителя сигнала - ток, напряжение или свет - обычно выбирается в зависимости от характера помех. Вопросы передачи сигналов рассмотрены в разделе А.5.

Для того чтобы воздействовать на процесс, выходной сигнал компьютера необходимо преобразовать либо в механическое движение, либо в другой тип электрического сигнала. Такие задачи решают исполнительные устройства. Это также очець обширная область, в которой особое место занимают различные .электроприводы - устройства для преобразования электрической энергии в механическую. Бинарные (двухпозиционные) исполнительные устройства - для так называемого релейного управления по типу "включено/выключено" - рассмотрены в разделе 4.6; в разделе 4.7 дано введение в технику .электропривода, и, наконец, в разделе 4.8 кратко описаны управляющие клапаны.