Разомкнутая и замкнутая системы
Целенаправленное изменение поведения объекта во времени может осуществляться по разомкнутому и замкнутому циклам.
Система управления – это соединение отдельных элементов в определённую конфигурацию, обеспечивающую заданные характеристики. В основе её анализа лежит теория линейных систем, предполагающая наличие причинно-следственных связей между элементами. Процесс или объект управления может быть представлен в виде блока
Связь между входом и выходом — это преобразование одного сигнала (причины) в другой (следствие).
Система, в которой выходной сигнал не подаётся на управляющее устройство, называется разомкнутой.
В разомкнутой системе управления для получения желаемой реакции ОУ обычно используется исполнительное устройство (рис.1.1).
Рис.1.1 Разомкнутая система управления (без обратной связи)
Примером может служить разомкнутая система управления скоростью вращения диска, представленная на рис. 1.2. Во многих современных приборах используется диск, который должен вращаться с постоянной скоростью. В этой системе для задания напряжения, пропорционального желаемой скорости, использована батарея, затем это напряжение усиливается и подаётся на электродвигатель. Электродвигатель постоянного тока, скорость которого пропорционально приложенному напряжению, обеспечивает вращение диска.
Рис. 1.2 Разомкнутая система управления скоростью вращения диска
Система, в которой происходит измерение выходной переменной и сравнение её с заданным значением, называется замкнутой.
Измеренное значение выхода называют сигналом обратной связи.
Простейшая замкнутая система изображена на рис 1.3.
Рис.1.3 Замкнутая система управления (с обратной связью)
В замкнутой системе вычисляется разность (ошибка) между желаемым значением выходной переменной и её измеренным действительным значением.
На рис. 1.4 представлена замкнутая система управления скоростью вращения диска.
Рис. 1.4 Замкнутая система управления скоростью вращения диска
В уже имеющуюся систему необходимо ввести датчик, измеряющий скорость вращения вала двигателя, и устройство для сравнения заданной скорости вращения диска и действительной. Для этих целей удобно использование тахогенератора, выходное напряжение которого пропорционально скорости вращения вала двигателя. Сигнал ошибки образуется как разность между входным напряжением и напряжением тахогенератора. Замкнутая система всегда стремиться свести ошибку к минимуму.
Структурная и функциональная схемы.
При изображении САУ используют структурные и функциональные схемы.
Общая функциональная схема определяет назначение элементов и последовательность их соединения между собой. При составлении функциональной схемы система разбивается на звенья, исходя из выполняемых функций (назначения).
Для получения структурной схемы систему разбивают на возможно простые звенья направленного действия (исходя из удобства математического описания).
Звено направленного действия – это звено, передающее воздействие только в одном направлении со входа на выход, т.е. изменение состояния этого звена не влияет на состояние предшествующего звена, работающего на его вход.
Структурная схема – это схема, где каждой математической операции преобразования сигнала соответствует определённое звено. Структурная схема состоит из прямоугольников, изображающих звенья системы, и стрелок, соединяющих входы и выходы, стрелками показываются также внешние воздействия, приложенные к звеньям. Каждому звену структурной схемы соответствует описывающее его уравнение или характеристика. Получение структурной схемы является конечной целью математического описания системы.
В общем случае одной функциональной схеме может соответствовать несколько различных структурных схем системы в зависимости от полноты математического описания.
При описании САУ можно выделить типовую функциональную схему.
Рис. 1.5 Типовая функциональная схема САУ: 1 – задающее устройство; 2, 5 – сравнивающие устройства; 3 – преобразующее устройство;4, 8 – корректирующие устройства (регулятор); 6 – усилительное устройство; 7 – исполнительное устройство; 9 – чувствительные или измерительные элементы; 10 – элемент главной обратной связи; 11 – объект управления; f(t) – помеха
Функциональное назначение каждого из элементов типовой схемы состоит в следующем. Задающее устройство (1) преобразует входное воздействие в сигнал x(t), удобный для сравнения. Сравнивающее устройство (2) путем сравнения сигнала x(t) и регулируемой величины y(t) вырабатывает сигнал ошибки (t). Преобразующее устройство (3,10) служит для преобразования одной физической величины в другую, более удобную для использования в процессе управления. Корректирующее устройство (4,8) обеспечивают заданные динамические свойства замкнутой системы. Усилительное устройство (6) обеспечивает усиление мощности сигнала ошибки и управления. Исполнительное устройство (7), предназначено для воздействия на управляющий орган. Чувствительные или измерительные элементы (датчики) (9) необходимы для измерения информационных сигналов.
Рассмотрим функциональные схемы разомкнутой и замкнутой системы управления скоростью вращения диска (рис.1.6 и 1.7)
Рис. 1.6 Функциональная схема разомкнутой СУ скоростью вращения диска
Рис. 1.7 Функциональная схема замкнутой СУ скоростью вращения диска
1. В чем отличие замкнутых и разомкнутых систем управления?
Прежде чем говорить об отличиях замкнутых и разомкнутых систем управления, рассмотрим что такое система управления.
Процессы управления присущи как живой, так и неживой природе. С управлением мы сталкиваемся в своей жизни повсеместно. Это и государство, которым управляют соответствующие структуры; это и ЭВМ, работающая под управлением программы, и т.д.
Совокупность объекта управления (ОУ), управляющего органа (УС) и исполнительного органа (ИС) образует систему управления, в которой выделяются две подсистемы: управляющая подсистема (УО и ИС) и управляемая подсистема (ОУ). В процессе функционирования этой системы управляющий орган (УО) получает осведомляющую информацию о текущем состоянии объекта управления (ОУ) и входную информацию о том, в каком состоянии должен находиться объект управления. Отклонения объекта управления от заданного состояния происходят под воздействием внешних возмущений. Результатом сравнения информации в управляющем органе является возникновение управляющей информации, которая воздействует на исполнительный орган (ИС). На основе информации исполнительный орган вырабатывает управляющее воздействие, которое ликвидирует отклонение в объекте управления.
Наиболее сложным звеном в системе управления является управляющий орган. Здесь степень сложности определяется количеством выполняемых функций, т.е. управляющий орган должен уметь производить наибольшее разнообразие действий. Это естественно, так как на любое состояние объекта управления управляющий орган должен отреагировать соответствующим образом, своевременно обработав поступившую в него информацию и выработав управляющую информацию.
Для функционирования системы управления необходима информация. Существует три ее потока:
1) Информация сообщает управляющему органу о множестве возможных состояний объекта управления и управляющего органа, а также о том, в каком из состояний должен находиться объект управления при заданных внешних условиях.
2) Это информация обратной связи. Понятие обратной связи является фундаментальным в теории управления. В общем случае под обратной связью понимают передачу воздействия с выхода какой-либо системы обратно на ее вход. В системах управления обратная связь является информационной, и с ее помощью в управляющую подсистему поступает информация о текущем состоянии управляемой подсистемы.
3) Третий информационный поток — это информация, возникшая в результате обработки в управляющем органе информации первых двух потоков и управляющая работой исполнительного органа.
Очень важным компонентом входной информации является информация о цели управления, либо управление бессмысленно, если не направлено на достижение определенной цели. Если управление наилучшим образом соответствует поставленной цели, то такое управление называется оптимальным. Критерием оптимальности управления является некоторая количественно измеряемая величина, отражающая цель управления. Математическая запись критерия оптимальности носит название целевой функции. При оптимальном управлении значение достигает экстремума (максимума или минимума в зависимости от критерия оптимальности).
Ярко выраженный целевой информационный характер управления подтверждается его определением: управление есть процесс целенаправленной переработки информации.
В зависимости от того, в какой системе (простой, сложной, большой) производится управление, различают системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные информационные системы.
Как правило, САУ используются в технических системах, и в качестве управляющего органа (УО) используется компьютер, который с помощью программы выдает результат обработки информации, обычно физический сигнал. Сигнал управления (Ч), который через преобразователь (Пр1) приводит в действие исполнительный орган (ИО), возвращающий объект управления (ОУ) в заданное программой компьютера состояние. Состояние ОУ, меняющееся под воздействием внешних возмущений определяет значение сигнала обратной связи (I), которое через преобразователь (Пр2) поступает в компьютер (УО). Преобразователи необходимы для изменения природы проходящих через них сигналов, так как элементы системы могут быть различны по своей физической сути.
Автоматическое управление осуществляется, как правило, в простых системах, в которых заранее известны описание объекта управления и алгоритм управления им.
По принципу управления системы автоматического управления могут быть разомкнутыми и замкнутыми. В замкнутых системах (рисунок 1) реализуется идея обратной связи, благодаря которой информация об отклонении управляемого объекта от заданного состояния позволяет выработать воздействие, возвращающее объект в это состояние.
Рисунок 1. Замкнутая система управления.
По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющем органе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, управляемый объект соединен с управляющим органом каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющем органе эта информация используется для выработки новых сигналов управления, направляемых к управляемому объекту.
Рассмотрим простейший пример управления — поддержание постоянно заданной температуры в электрической печи (или термостате). Выполняя эту задачу вручную (без применения средств автоматики), человек должен: 1) наблюдать за показаниями термометра, 2) сравнивать эти показания с заданной температурой и 3) при наличии разности между заданным и наблюдаемым значениями передвигать ползунок регулируемого реостата, изменяя силу тока и температуру электронагревательного прибора таким образом, чтобы эта разность стремилась к нулю.
Структура автоматической системы, предназначенной для решения такой задачи, сводится к схеме, изображенной на рисунке 2.
Рисунок 2. Автоматическая замкнутая система управления.
Датчик (измерительный орган) измеряет величину, подлежащую регулированию (температуру) и преобразует ее в другую величину, более удобную для использования в управляющем органе. Последний воспринимает эту информацию, сравнивает ее с заданным значением и при наличии расхождения передает соответствующую команду на исполнительный орган, который и восстанавливает заданное значение регулируемой величины (в нашем случае — температуры). В качестве исполнительных органов используются устройства, непосредственно воздействующие на технологический процесс (двигатели, электромагниты и т.п.).
Такие системы представляют собой типичный пример систем автоматического регулирования.
Но управление не всегда происходит по замкнутой схеме. Например, светофор не может воспринимать текущую информацию. Он только выдает управляющее воздействие. Такой процесс называется разомкнутой системой управления.
В разомкнутых системах измеряется возмущение, отклоняющее объект от заданного состояния, и вырабатывается воздействие, компенсирующее возникшее возмущение. Такая система не способна длительное время управлять неустойчивым объектом.
Скажите пожалуйста, в чем состоит различие разомкнутых и замкнутых систем управления?
Любая система может действовать по правилам разомкнутой или замкнутой схемы управления. Управление есть целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, другие — управляемыми. Простая ситуация — два объекта: один — управляющий, второй — управляемый. Человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. Например: хозяин голосом отдает команду собаке, человек включает свет в комнате. Когда управляющее воздействие происходит в одну сторону, то такая система называется разомкнутой. В разомкнутой информационной системе получаемая потребителем информация используется произвольно. От потребителя в информационную систему ничего не поступает. Разомкнутая система оказывается неспособной к управлению в случае перехода управляемого объекта в неустойчивое состояние. Пример такой системы — светофор и автомобиль. (светофор «не глядя» управляет движением машин, не зная обстановку на перекрестке). В примере «хозяин и собака» процесс управления протекает иначе. Прежде, чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды. Следовательно, управляющий не только отдает команды, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью. Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления к управляющему. Система с обратной связью называется замкнутой. Если представить последовательность управляющих воздействий в виде алгоритма, то для разомкнутой системы такой алгоритм всегда будет линейным. В замкнутых системах управления алгоритм управления может оказаться ветвящимся или циклическим.
Остальные ответы
замкнутая система работает самостоятельно и не требует посторонних энергий
(Решено) 1.Как можно закончить фразу «Разомкнутая система управления — это система, в которой …» а)есть несколько каналов обратной связи б)отсутствует инф…
1.Как можно закончить фразу «Разомкнутая система управления — это система, в которой …»
а)есть несколько каналов обратной связи
б)отсутствует информация о состоянии объекта
в)управляемый объект воздействует на управляющий
г)управляемый объект не изменяет своего поведения
2.Как можно закончить фразу «Отличие замкнутой системы управления от разомкнутой состоит в том, что в замкнутой системе …»?
а)нет объекта управления
б)нет управляющего объекта
в)есть один или несколько каналов обратной связи
г)нет органов управления
д)нет управляющих воздействий
ответь на вопросы
Ваш вопрос в очереди на обработку, пожалуйста подождите.
Не закрывайте страницу. Нейросеть пишет ответ. Он появится тут.
Этот ответ написан нейросетью.
Внимание! Ответы искусственного интеллекта могут быть неточными. Не полагайтесь на них в медицине, юриспруденции, финансах и вопросах безопасности. При принятии важных решений всегда консультируйтесь с профильными специалистами.
Администрация сайта не несет ответственности за любой автоматически созданный контент. Если вы обнаружили ошибки, пожалуйста, сообщите об этом через кнопку «репорт» внизу ответа и мы примем соответствующие меры. Спасибо за вашу помощь в улучшении качества нашего сервиса.
Ответ нейросети:
1. Разомкнутая система управления — это система, в которой отсутствует информация о состоянии объекта. В такой системе не предусмотрены каналы обратной связи, которые позволяют получить информацию о текущем состоянии объекта. Это означает, что управляющие воздействия осуществляются без учета текущих условий и состояния объекта. Такая система может быть эффективной в случаях, когда объект управления относительно стабилен и его состояние не подвержено значительным изменениям.
2. Отличие замкнутой системы управления от разомкнутой состоит в том, что в замкнутой системе присутствуют один или несколько каналов обратной связи. Обратная связь позволяет получать информацию о состоянии объекта управления и использовать ее для корректировки управляющих воздействий. Это позволяет достичь большей точности и стабильности при управлении объектом. В замкнутой системе присутствуют органы управления, которые принимают решения и формируют управляющие сигналы на основе информации обратной связи. Также в замкнутой системе присутствуют управляющие воздействия, которые осуществляются для изменения состояния объекта управления.
Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Задай любой вопрос нейросети!
она справится с любой поставленной задачей быстрее чем поиск в Яндекс.
Для того, чтобы задать вопрос нейросети, необходимо войти на сайт.
Последние вопросы
Последние вопросы:
(c) ChatGPT по русски 2023. Все права защищены. При обнаружении неправомерного контента пишите на [email protected]
Хотите задать любой вопрос нейросети?
Нажимая «Регистрация» или «Войти через Google», вы соглашаетесь с Публичной офертой, даете Согласие на обработку персональных данных, а также подтверждаете что вам есть 18 лет»
Форма репорта неправомерного контента.
Обратная связь с администрацией проекта
только по почте. у нас поломалась отправка писем, пожалуйста пишите по адресам ниже
Уведомление об использовании cookie файлов
Наш сайт, как и большинство других, использует файлы cookie и другие похожие технологии (пиксельные тэги и т. п.), чтобы предоставлять услуги, наиболее отвечающие Вашим интересам и потребностям, а также собирать статистическую и маркетинговую информацию для анализа и совершенствования наших услуг и сайтов.
При использовании данного сайта, вы подтверждаете свое согласие на использование файлов cookie и других похожих технологий в соответствии с настоящим Уведомлением.
Если Вы не согласны, чтобы мы использовали данный тип файлов, Вы должны соответствующим образом установить настройки Вашего браузера или не использовать наш сайт.
Обращаем Ваше внимание на то, что при блокировании или удалении cookie файлов, мы не можем гарантировать корректную работу нашего сайта в Вашем браузере.
Cookie файлы, которые сохраняются через веб-сайт, не содержат сведений, на основании которых можно Вас идентифицировать.
Что такое файл cookie и другие похожие технологии
Файл cookie представляет собой небольшой текстовый файл, сохраняемый на вашем компьютере, смартфоне или другом устройстве, которое Вы используете для посещения интернет-сайтов.
Некоторые посещаемые Вами страницы могут также собирать информацию, используя пиксельные тэги и веб-маяки, представляющие собой электронные изображения, называемые одно-пиксельными (1×1) или пустыми GIF-изображениями.
Файлы cookie могут размещаться на вашем устройстве нами («собственные» файлы cookie) или другими операторами (файлы cookie «третьих лиц»).
Мы используем два вида файлов cookie на сайте: «cookie сессии» и «постоянные cookie». Cookie сессии — это временные файлы, которые остаются на устройстве пока вы не покинете сайт. Постоянные cookie остаются на устройстве в течение длительного времени или пока вы вручную не удалите их (как долго cookie останется на вашем устройстве будет зависеть от продолжительности или «времени жизни» конкретного файла и настройки вашего браузера).
Cookie файлы бывают различных типов:
Необходимые. Эти файлы нужны для обеспечения правильной работы сайта, использования его функций. Отключение использования таких файлов приведет к падению производительности сайта, невозможности использовать его компоненты и сервисы.
Файлы cookie, относящиеся к производительности, эффективности и аналитике. Данные файлы позволяют анализировать взаимодействие посетителей с сайтом, оптимизировать содержание сайта, измерять эффективность рекламных кампаний, предоставляя информацию о количестве посетителей сайта, времени его использования, возникающих ошибках.
Функциональные файлы cookie запоминают пользователей, которые уже заходили на наш сайт, их индивидуальные параметры (такие как язык и регион, например) и предпочтения, и помогают индивидуализировать содержание сайта.
Рекламные файлы cookie определяют, какие сайты Вы посещали и как часто, какие ссылки Вы выбирали, что позволяет показывать Вам рекламные объявления, которые заинтересуют именно Вас.
Электронная почта. Мы также можем использовать технологии, позволяющие отслеживать, открывали ли вы, прочитали или переадресовывали определенные сообщения, отправленные нами на вашу электронную почту. Это необходимо, чтобы сделать наши средства коммуникации более полезными для пользователя. Если вы не желаете, чтобы мы получали сведения об этом, вам нужно аннулировать подписку посредством ссылки «Отписаться» («Unsubscribe»), находящейся внизу соответствующей электронной рассылки.
Кнопки доступа к социальным сетям. Они используются для того, чтобы пользователи могли поделиться ссылкой на страницу в социальных сетях или сделать электронную закладку. Данные кнопки являются ссылками на веб-сайты социальных сетей, принадлежащих третьим лицам, которые, в свою, очередь могут фиксировать информацию о вашей активности в интернете, в том числе на нашем сайте. Пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующими условиями использования и политикой конфиденциальности таких сайтов для понимания того, как они используют ваши данные, и того, как можно отказаться от использования ими ваших данных или удалить их.
Сторонние веб-сервисы. Иногда на данном сайте мы используем сторонние веб-сервисы. Например, для отображения тех или иных элементов (изображения, видео, презентации и т. п.), организации опросов и т. п. Как и в случае с кнопками доступа к социальным сетям, мы не можем препятствовать сбору этими сайтами или внешними доменами информации о том, как вы используете содержание сайта.
Как управлять файлами cookie?
Большинство интернет-браузеров изначально настроены на автоматический прием файлов cookie.
В любое время Вы можете изменить настройки вашего браузера таким образом, чтобы блокировать файлы cookie или предупреждать вас о том, когда они будут отправляться к вам на устройство (обратитесь к руководству использования конкретного браузера). Отключение файлов cookie может повлиять на Вашу работу в интернете.
Если вы используете несколько устройств и (или) браузеров для доступа в интернет, соответствующие настройки должны быть изменены в каждом из них.
Заключительные положения
По собственному усмотрению мы можем периодически изменять настоящее Уведомление.
По возникающим вопросам с нами можно связаться, используя контакты, размещенные на нашем сайте.