Файл: Вопросы к зачету по дисциплине Предпроектный анализ объектов управления.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 76
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Вопросы к зачету по дисциплине «Предпроектный анализ объектов управления»
1. Основные исторические этапы развития автоматизации технологических процессов.
Для Европейской ветви развития науки и техники выделяют
семь основных этапов, определяемых в основном видом
используемой энергии и орудиями труда:
• Древний (до VII века до н.э.);
• Античный (до V века н.э.);
• Средневековье (до XV века);
• Возрождение (XV-XVI века);
• Промышленная революция (XVII-XVIII века);
• Научная и промышленная революция XIX века;
• Научно-техническая революция XX века.
2. Автоматические и автоматизированные системы управления.
Автоматическое управление - управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются и осуществляются без непосредственного участия человека-оператора.
Автоматизированное управление – управление, представляющее собой сочетание ручного и автоматического управления.
ОТЛИЧИЕ: В автоматической системе управляющее воздействие вырабатываются и осуществляются без непосредственного участия человека. Автоматизированное управление представляет собой сочетание ручного и автоматического управления
3. Структурная схема типовой АСУ ТП.
Нижний уровень
Так называемый полевой уровень - это контрольно-измерительные приборы и исполнительные механизмы.
Средний уровень
Это уровень контроллеров (PLC), которые устанавливаются внутри шкафов автоматизации.
Верхний уровень
Верхний уровень общей структуры АСУ ТП представляет собой систему серверов, компьютеров, мониторов, на которых визуализируются все изменения параметров работы технологических процессов, аварийное срабатывание оборудования, действия персонала.
4. Цель управления. Кибернетическая модель объекта управления.
Основная цель управления – создание необходимых условий (организационных, технических, социальных, психологических и т.д.) для реализации задач организации, «установление гармонии» между индивидуальными трудовыми процессами, координация и согласование совместной деятельности работников ради достижения конкретных запланированных результатов.
5. Статическая и динамическая модели объекта управления.
Статические модели относятся к объектам, практически неизменяющимся во времени.
Динамические модели воспроизводят изменения состояний объекта с учетом как внешних, так и внутренних факторов
6. Обобщенная структура системы управления техническими объектами, ее функции, свойства и характеристики.
Система управления — систематизированный (строго определённый) набор средств для управления подконтрольным объектом (объектом управления)
Техническая структура управления — устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем.
Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель.
Алгоритм управления - совокупность предписаний, определяющая характер воздействий извне на управляемый объект с целью осуществления его алгоритма функционирования.
Управление - процесс осуществления воздействий, соответствующих алгоритму управления.
7. Техническое диагностирование: содержание, задачи, виды. Состав типовой системы технического диагностирования.
Техническая диагностика — область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов (согласно ГОСТ 20911-89, п.3 табл.1).
Техническое диагностирование — определение технического состояния объектов (согласно ГОСТ 20911-89, п.4 табл.1).
Основной задачей технического диагностирования является обеспечение безопасности, функциональной надёжности и эффективности работы технического объекта, а также сокращение затрат на его техническое обслуживание и уменьшение потерь от простоев в результате отказов и преждевременных выводов в ремонт.
Диагностирование технических объектов включает в себя следующие функции:
оценка технического состояния объекта;
обнаружение и определение места локализации неисправностей;
прогнозирование остаточного ресурса объекта;
мониторинг технического состояния объекта.
Система диагностирования (СД) включает в себя три элемента: объект диагностирования (ОД), средства технического диагностирования (СТД) и человека-оператора (ЧО). В зависимости от вида диагностирования СД бывают тестового и рабочего диагностирования; от степени участия в диагностировании ЧО: (более 90% времени участвует ЧО); автоматические (меньше 10%) и автоматизированные.
8. Виды автоматического управления: логическое, координация, регулирование. Виды регулирования: стабилизация, следящее регулирование, программное регулирование.
Логическое управление – при котором управляющие воздействия вырабатываются только путем логических преобразований координат системы управления.
• Программное управление - при котором управляющие воздействия и (или) управляемых координат формируются в соответствии с заданной программой.
• Координация – управление, цель которого заключается в согласовании процессов в разных элементах (подсистемах) объекта управления.
• Регулирование – управление, цель которого заключается в обеспечении близости текущих значений одной или нескольких координат ОУ к их заданным значениям.
• Следящее регулирование – регулирование, цель которого заключается в обеспечении соответствии значений управляемых координат значениям воздействий уставки, меняющимся заранее не известным образом.
• Программное регулирование – регулирование, цель которого заключается в обеспечении соответствии значений управляемых координат значениям воздействий уставки, меняющимся заранее известным образом.
• Стабилизация – управление, цель которого заключается в обеспечении постоянства значений управляемых координат на заданном интервале времени.
9. Законы регулирования (управления). Показатели качества регулирования. Виды линейных законов управления.
• Линейный закон управления – закон управления, включающий только линейные преобразования координат.
• Нелинейный закон управления – закон управления, включающий хотя бы одно нелинейное преобразования координат.
• Пропорциональный закон управления – линейный закон управления, отражающий прямо пропорциональную зависимость значения управляющего воздействия от значения воздействия отклонения.
• Пропорционально-дифференциальный закон управления – линейный закон управления, отражающий прямо пропорциональную зависимость значения управляющего воздействия от суммы взвешенных значений воздействия отклонения и его производной по времени.
• Пропорционально-интегральный закон управления – линейный закон управления, отражающий прямо пропорциональную зависимость значения управляющего воздействия от суммы взвешенных значений воздействия отклонения и интеграла от него, взятого по времени.
• Пропорционально-интегрально-дифференциальный закон управления – линейный закон управления, отражающий прямо пропорциональную зависимость значения управляющего воздействия от суммы взвешенных значений воздействия отклонения и интеграла и производной по времени от него.
10. Управляемость и наблюдаемость объектов управления.
Управляемость – свойство ОУ, заключающееся в том, что существуют управляющие воздействия, способные обеспечить достижение цели управления в условиях заданных ограничений.
Наблюдаемость – свойство объекта, заключающееся в возможности оценки значений координат, определяющих состояние этого объекта по измеренным значениям координат в условиях заданных ограничений.
11. Способы управления: робастные, адаптивные, интеллектуальные. Виды адаптивных и интеллектуальных способов управления.
Адаптивные (приспосабливающиеся) системы – это системы, которые автоматически приспосабливаются к изменению внешних условий и свойств объекта управления (ОУ), обеспечивая при этом необходимое качество управления путём изменения структуры и параметров управляющего устройства (УУ).
Робастное управление — совокупность методов теории управления, целью которых является синтез такого регулятора, который обеспечивал бы хорошее качество управления (к примеру, запасы устойчивости), если объект управления отличается от расчётного или его математическая модель неизвестна.
Изменение тех или иных свойств системы, в частности, изменение её запаса устойчивости, вызванное вариациями её параметров, называется чувствительностью системы. Системы, сохраняющие при всех возможных вариациях параметров необходимый запас устойчивости, получили название робастных. Обычно робастные контроллеры применяются для управления объектами с неизвестной или неполной математической моделью и объектами с неопределённостями
12. Цель и задачи предпроектного анализа объектов управления.
Цель предпроектного анализа – Наметить правильный путь решения задачи управления.
Задачи предпроектного анализа ОУ
• Определить структуру целей технологического процесса.
• Определить координаты ОУ.
• Определить выходные координаты ОУ.
• Проанализировать наблюдаемость всех координат.
• Проанализировать управляемость выходных координат.
• Определить состав управляющих воздействий.
• Определить ограничения на диапазон изменений управляющих
воздействий и управляемых координат.
• Синтезировать вид математической модели ОУ.
• Определить параметры математической модели ОУ.
• Определить состав функций системы управления объектом.
• Определить вид управления объектом.
• Определить требования к качеству управления ОУ.
13. Процесс точения как объект управления.
Цель процесса точения
• Получение годных деталей.
• Годных – соответствующих конструкторской документации:
• в отношении отклонения размеров детали;
• в отношении отклонения формы детали (например, волнистость поверхности)
в отношении отклонения качества поверхности (например, шероховатость – высота микронеровностей)
14. Методика анализа объекта управления на примере процесса точения.
Разрабатывается техническое задание на систему управления объектом.
• Синтезируется система управления объектом:
Выбираются принципы управления объектом;
• Производится сборка и программирование макета управляющего объекта, выполняются необходимые доработки макета;
• Производится сборка и программирование опытного образца управляющего объекта;
• Проводятся испытания опытного образца управляющего объекта.
• Выпускается техническая документация на систему управления объектом.
15. Инженерная этика. Основные принципы инженерной этики.
Инженерная этика — раздел прикладной этики и система моральных принципов, которые применяются на практике в инженерном деле. Область определяет и устанавливает обязательства инженеров перед обществом, своими клиентами и профессией.
Общими основаниями главных принципов инженерной этики являются поддержка и развитие инженерами чистоты, чести и достоинства инженерной профессии.
16. Методы технического творчества. Метод проб и ошибок. Морфологический анализ. Диаграммы Парето. Мозговая атака (мозговой штурм). Метод сенектики. Метод эмпатии. Метод аналогий. Метод гирлянд ассоциаций. Метод поискового конструирования. Диаграммы Исикавы. Теория решения изобретательских задач: основные принципы.
Методики творчества — методы и техники, способствующие творческому процессу рождения оригинальных идей, нахождения новых подходов к решению известных проблем и задач.
Метод проб и ошибок (метод (научного) тыка) — врождённый эмпирический метод мышления человека.
Морфологический анализ — метод решения задач, основанный на подборе возможных решений для отдельных частей задачи и последующем систематизированном получении их сочетаний. Относится к эвристическим методам.