SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

11 SYSTEMY WIELODOSTĘPNE UNIXLINUX WIELOZADANIOWOŚĆ WIELODOSTĘPNOŚĆ ZARZĄDZANIE PAMIĘCIĄ SYSTEM
9 HTTPWWWSYSTEMYOGRZEWANIAPLAKTUALNOSCIAKTUALNOSCIASP?IDARTYKULU914 KLUCZOWE ZMIANY W METODYCE OBLICZANIA ZAPOTRZEBOWANIA NA
9 TEMAT LEKCJI WSTĘP DO BAZ DANYCH SYSTEMY ZARZĄDZANIA

AUS WSPÓŁCZESNE SYSTEMY OBRAZOWANIA USG 1 WPROWADZENIE KRÓTKA
GRUPA A EKOSYSTEMY TEST KTÓRY MASZ PRZED SOBĄ SKŁADA
 STANDARDY EPPO  SYSTEMY PRODUKCJI ZDROWYCH ROŚLIN DO

Sterowanie programowane

Systemy sterowania programowanego


Przedmiot, problem sterowania programowanego

Dziedzina, obszar, obiekty, procesy


1. Obiekty i procesy fizyczne


- zakładamy, że dany jest wyodrębniony z otoczenia obiekt, który oddziałuje na otoczenie za pośrednictwem procesów fizycznych,

- procesami fizycznymi są przepływy energii, przepływy substancji, zmiana stanu, właściwości substancji,

- oddziaływanie jest ograniczone do wyodrębnionego obszaru otoczenia, efektem oddziaływania jest trwała zmiana właściwości, parametrów materiałów, stanu energii w otoczeniu,

- oddziaływanie obiektu na otoczenie jest ciągłe lub impulsowe,

- procesy fizyczne są wymuszane przez skupienie określonych ilości energii i substancji w obszarze oddziaływania

- obiekt służy do wymuszania określonych procesów fizycznych za pośrednictwem przepływów energii i substancji,

- produkt, który posiada określone właściwości fizyczne jest celem procesów fizycznych i przepływów energii oraz substancji pod kontrolą obiektu,

- obiekt jest maszyną lub urządzeniem technicznym, która jest sterowana i służy do wytwarzania określonych produktów,


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 1. Model procesu wytwarzania produktu


- model procesu wytwarzania produktu przedstawia rysunek 1.


2. System

2.1 Formalna definicja systemu


- zakładamy, że fizyczne obiekty posiadają strukturę, oddziałują na siebie i otoczenie, mogą zmieniać swoje fizyczne cechy i przyjmować pewne fizyczne stany,

- zakładamy, że fizyczny obiekt posiada rozróżnialne obrazy struktury, zachowania i stanów,

- system jest konstruktem, który opisuje, identyfikuje, jest modelem struktury, zachowania i stanu fizycznego obiektu,

- opis, identyfikacja lub model redukują (ograniczają) obraz fizycznego obiektu, do określonych (wybranych) elementów i właściwości obiektu,

- konstruktami, które stosujemy w celu opisu, identyfikacji lub modelowania fizycznych są definicje systemów,

- podstawowe definicje systemu są wyrażona aparatem formalnym matematyki,

- formalna definicja systemu jest strukturą postaci:

[{wejście}, {wyjście}, {stany}, {relacje}, {tranzycje}, {stan początkowy}], gdzie:

-- {wejście} jest zbiorem elementów wejściowych,

-- {wyjście} jest zbiorem elementów wyjściowych,

-- {stany}jest zbiorem wyróżnionych stanów,

-- {relacje} są podzbiorem, który zawiera elementy ze zbioru postaci: {{wejście}  {wyjście}},

-- {tranzycje} są niesprzecznym podzbiorem elementów ze zbioru: {{relacje} {stany} {stany}},

-- element ze zbioru {stan początkowy} definiuje początkową tranzycję systemu,

-- jeżeli zbiory {stany} i {tranzycje} są puste to system jest systemem relacyjnym jeżeli zawierają elementy to system jest systemem w przestrzeni stanów,

- definicja systemu, dla której określono dziedziny elementów należących do zbiorów systemu jest definicja operacyjną, w szczególności gdy wszystkie elementy systemu są liczbami typu rzeczywistego,

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 2 Interpretacja formalnej definicji systemu


- interpretacja formalnej definicji systemu jest przedstawiona na rysuneku 2


2.2 System relacyjny


- system relacyjny jest strukturą postaci: [{wejście}, {wyjście}, {relacje}], gdzie

-- {relacje}są podzbiorem, który zawiera elementy definiowane następująco:{{wejście}  {wyjście}},

- system relacyjny opisuje zachowanie fizycznych obiektów, gdy „wyjście” obiektu jest jednoznacznie zależne od „wejścia” obiektu,


2.3 System w przestrzeni stanów

- zachowanie obiektu opisuje tranzycja,

- wszystkie możliwe zachowania obiektu opisuje zbiór, który zawiera wszystkie tranzycje,

- zakładamy, że obraz obiektu jest podzbiorem tranzycji,


- przykład definicji systemu w przestrzeni stanów przedstawiono na rysunku 3, diagram na rysunku 4 przedstawia interpretację przykładowej definicji systemu w przestrzeni stanów


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR


Rys. 3. Przykład definicji systemu w przestrzeni stanów

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 4. Interpretacja graficzna systemu w przestrzeni stanów


2.4 Analiza i identyfikacja systemów


- przedmiotem analizy jest struktura i zachowanie rzeczywistych obiektów,

- celem analizy jest identyfikacja systemu, który opisuje, modeluje rzeczywisty obiekt,

- zakładamy, że w obrazie obiektu można wyodrębnić „wejścia”, „wyjścia”, „stany” i „tranzycje”,

- zakładamy, że „wejścia”, „wyjścia”, i „stany” są zbiorami liczb, które są odwzorowaniem (miarą) fizycznych właściwości obiektu,

- tranzycje są odwzorowaniem zachowania rzeczywistego obiektu, redukując analizę zachowania obiektu do danego zbioru stanów,

- w identyfikacji tranzycji są stosowane metody porównania rzeczywistego zachowania obiektu i danego zbioru tranzycji,

- w analizie i identyfikacji systemu szczególne zastosowanie mają metody graficznej interpretacji zbioru tranzycji, przykład przedstawia rysunek 4.


3.System sterowania

3.1 Definicja systemu sterowania


- przedmiotem sterowania są obiekty, które za pośrednictwem fizycznych procesów oddziałują na otoczenie,

- obiekt jest układem wykonawczym, który kontroluje fizyczne procesy,

- sterowanie jest obiektem, który oddziałuje na układ wykonawczy,

- sterowanie ma na celu wymuszenie określonych procesów fizycznych przez układ wykonawczy,

- system sterowania jest złożony z obiektu „sterowanie” i obiektu „układ wykonawczy”

- system sterowania jest strukturą postaci: [[sterowanie], [układ wykonawczy]],

- gdzie zbiory wejściowe i wyjściowe należące do systemów [sterowanie] i [układ wykonawczy] spełniają warunki:

{wejście – układ wykonawczy} = {wyjście – sterowanie} i

{wejście – sterowanie } = {wyjście – układ wykonawczy },

- diagram na rysunku 5 przedstawia interpretację definicji systemu sterowania,

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR


Rys. 5. System sterowania


3.2 Układ wykonawczy


- układ wykonawczy wymusza procesy fizyczne, którymi są przepływy energii i przepływy zasobów,

- układ wykonawczy kontroluje wielkość i czas trwania określonego procesu fizycznego,

- kontrola jest wykonywana za pośrednictwem urządzeń elektrycznych, mechanicznych, cieplnych, hydraulicznych i innych, które załączają, wyłączają, ustalają poziom i czas trwania przepływów energii i zasobów,

- urządzenia wykonawcze to przekaźniki elektryczne, przekładnie mechaniczne, silniki elektryczne, hydrauliczne i cieplne, urządzenia elektronowe, transformatory elektryczne, wzmacniacze elektryczne, mechaniczne i hydrauliczne i wiele innych urządzeń,

- na wyjściu układu wykonawczego są mierzone przepływy energii i zasobów,

- podstawowe urządzenia pomiarowe to przetworniki wielkości fizyko – chemicznych w impulsy elektryczne,


3.3 Sterowanie


- cel sterowania,

- zakładamy, że efektem fizycznych procesów jest trwałe przekształcenie obszaru oddziaływania,

- fizyczne procesy są przepływami energii i zasobów, efektem trwałego przekształcenia są fizyczne produkty oraz zmiana fizycznych właściwości obiektu,

- sterując za pośrednictwem układu wykonawczego fizyczne procesy otrzymujemy produkty i zmiany w otoczeniu,

- zakładamy, że produkt jest efektem zastosowania określonych fizycznych procesów, w określonej kolejności, przy czym fizyczne procesy są określonymi wielkościami przepływów energii i zasobów,

- identyfikacja typu i parametrów, czasu trwania procesów fizycznych oraz parametrów obszaru oddziaływania jest podstawą realizacji celu sterowania,

- metodami identyfikacji jest analiza i modelowanie obiektów, fizycznych procesów oddziaływania na otoczenie, nazywanych procesami wytwarzania lub regulacji, przykład przedstawia model na rysunku 1,

- wynik identyfikacji procesów fizycznych jest nazywany programem lub regulacją,

- program lub regulacja jest działaniem, które realizuje obiekt sterowanie,

- obiekt sterowanie przez swoje wyjście steruje układem wykonawczym,

- efekty osiągane przez układ wykonawczy są mierzone i wyniki pomiarów są podawane na wejście obiektu sterowanie,

- zakładamy, że program lub regulacja są zależne od pomiarów efektów osiąganych przez układ wykonawczy,

- zależność sterowania od układu wykonawczego nazywamy sprzężeniem zwrotnym, co przedstawiono na rysunku 5,

- program lub regulacja jest zbiorem zależności, które są interpretowane, analizowane, obliczane przez obiekt sterowanie,

- wyniki interpretacji programu lub regulacji są sterowaniami podawanymi na wejście układu wykonawczego,

- interpretacja programu lub regulacji może być wykonywana za pomocą maszyn elektrycznych, elektronicznych, mechanicznych, pneumatycznych i innych,

- przykład systemu sterowania, które jest regulacją procesu przepływu energii przedstawia rysunek 6,


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 6 system sterowania, który jest przykładem regulatora ogrzewania elektrycznego


3.4 Sterowanie programowane


- układ wykonawczy oddziałuje na otoczenie za pośrednictwem zbioru procesów fizycznych,

- procesy fizyczne muszą spełniać zależności czasowe i przyczynowo – skutkowe,

- efekt realizacji procesów fizycznych jest produktem, który posiada określone właściwości fizyczne,

- identyfikacja zależności czasowych i przyczynowo – skutkowych jest programem,

- zakładamy, że skutki procesów fizycznych są mierzone i determinują interpretację programu, wykonywaną przez obiekt sterowanie,

- w wyniku interpretacji programu układ wykonawczy kontroluje procesy fizyczne,

- interpretacja programu jest wykonywana za pomocą obiektu, który posiada pamięć programu i układ odczytu programu,

- programy są interpretowane za pomocą programatorów, kontrolerów, sekwencerów, komputerów,

- sterowanie programowane przedstawia rysunek 7,


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

System sterowania programowanego

Rys. 7. System sterowania programowanego


4. Identyfikacja zależności przyczynowo – skutkowych


4.1 Zmienne procesowe i zmienna czasu


- zakładamy, że procesy i zdarzenia są identyfikowane względem osi czasu, który jest reprezentowany przez niezależną (pierwotną) zmienną t, na osi czasu są definiowane punkty Ti,

- w systemie sterowania można definiować pomocnicze osie czasu, względem dowolnego procesu lub zdarzenia,

- procesy i zdarzenia są definiowane za pośrednictwem zbioru zmiennych procesowych,

- procesy są odwzorowane zmiennymi,, które są miarą przepływu energii, zasobów, stanu otoczenia,

- zdarzenia są odwzorowane zmiennymi, które są miarą oddziaływania procesów na otoczenie,

- zmienne procesowe są parametryczne,

- parametrem zmiennej procesowej jest niezależna zmienna czasu,

- parametr czasu jest wielkością ciągłą,

- zależności procesowo – zdarzeniowe są definiowane względem określonych wartości lub odcinków zmiennej czasu,

- punkty lub odcinki zmiennej czasu nazywamy punktową lub dyskretną osią czasu,


4.2 Metoda diagramu czasu punktowego


- proces trwa w pewnym odcinku czasu i procesu muszą się zaczynać w określonych punktach czasu – przykład przedstawia rysunek 8,

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 8 Identyfikacja procesów metodą diagramu czasu punktowego


- zakładamy, że oddziaływanie procesów na otoczenie jest analizowane i wynikiem analizy są zdarzenia,

- zbiór zdarzeń jest skończony i w dowolnym punkcie czasu może wystąpić jedno lub więcej zdarzeń, ze zbioru zdarzeń,

- proces musi się zaczynać w określonym punkcie czasu lub może być skutkiem zdarzenia i proces wypełnia pewien odcinek czasu,

– przykład diagramu zdarzeniowo – procesowego (przyczynowo – skutkowego) przedstawia rysunek 9,

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 9. Diagram zdarzeniowo - procesowy


4.4 Identyfikacja zależności zdarzeniowo – procesowych w systemie sterowania


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 10. Zależności zdarzeniowo – procesowe w systemie sterowania


4.5 Metoda diagramu blokowo - decyzyjnego


- diagram blokowo – decyzyjnego jest notacją symboliczną, w której jest zapisywany program,

- zbiory, należące do systemu w przestrzeni stanów, posiadają równoważne symbole w notacji blokowo decyzyjnej,


- symbole notacji blokowo – decyzyjnej przedstawia rysunek 11,


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 11. Symbole notacji blokowo – decyzyjnej



-


- diagram blokowo – decyzyjny wyraża zależności zdarzeniowo – procesowe, które są identyfikowane względem punktowej skali czasu,

- zdarzenia i procesy są definiowane zmiennymi procesowymi,

- zakładamy, że diagram blokowo – decyzyjny jest programem, zmienne procesowe diagramu są pamięcią programu,

- w identyfikacji zależności zdarzeniowo – procesowych można zastosować zbiór diagramów podstawowych, wybrane diagramy przedstawiają rysunki 12, 13, 14, 15


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 12. Diagramy blokowo – decyzyjne podstawowe


SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 13. Diagramy blokowo – decyzyjne podstawowe

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR

Rys. 14. Diagramy blokowo – decyzyjne podstawowe

SYSTEMY STEROWANIA PROGRAMOWANEGO PRZEDMIOT PROBLEM STEROWANIA PROGRAMOWANEGO DZIEDZINA OBSZAR


Rys. 15. Diagramy blokowo – decyzyjne podstawowe


KARTA PRACY 3 SYSTEMY LICZENIA UCZNIOWIE KLASA
KIEROWNIK PROJEKTU BADAWCZEGO PT „INTELIGENTNE POLIMEROWE SYSTEMY DOSTARCZANIA FOTOSENSYBILIZATORÓW
METODY NUMERYCZNE PROGRAM WYKŁADU §1WSTĘP 10 SYSTEMY ARYTMETYCZNE


Tags: programowanego przedmiot,, sterowania programowanego, sterowania, programowanego, dziedzina, obszar, przedmiot, systemy, problem