Управления

Машины, например парогенератор и др., входят в различные системы управления, к которым относятся и системы атомных или тепловых электростанций. Кроме того, фактически каждая машина, прибор являются динамической системой, на входах которой имеются управляющие и возмущающие воздействия. В зависимости от их характера и значения машина и реагирует определенным образом.

Системы управления, например система управления турбиной на АЭС, воспринимают нагрузки от задающих воздействий и от помех, возникающих из-за изменений в энергосистеме. Задающие воздействия могут иметь разный характер. В одних случаях они заранее известны и могут описываться известными функциями времени (например, управляющий сигнал, подаваемый на привод для закрытия какой-либо задвижки), в других они заранее неизвестны из-за отсутствия закономерности их изменения во времени и поэтому не могут быть описаны определенными функциями времени.

Помехи, как правило, носят случайный характер. Они могут быть внешними и внутренними.

Внешние помехи связаны со средой, в которой работает система, и могут или действовать на объекты управления, или поступать в систему управления через измерительные устройства вместе с полезным сигналом.

Так, на движение радиолокатора, системы наблюдения действуют возмущающие силы, обусловленные случайными порывами ветра, воздействием волн, если идет речь о морском судне, и т.п.

Внутренние помехи связаны с природой функционирования самой автоматической системы и возникают в результате непостоянства параметров отслеживаемого объекта и приборов управления, нестабильности источников питания, шумов, случайных изменений коэффициента трения в парах трения.

Рассмотрим некоторые типовые случайные процессы.

Белым шумом называют случайный процесс, характеризуемый спектральной плотностью

S(w)= S_o=с²= const (5-5)

во всем диапазоне частот w, т.е. имеющий равномерный на всех частотах спектр. Корреляционная функция процесса является d- функцией, что указывает на отсутствие корреляционной связи между любыми сколь угодно близкими друг к другу значениями случайного процесса.

Примером такого процесса является тепловой шум сопротивления.

Изменение угловой координаты маневрирующей цели можно охарактеризовать корреляционной функцией

K(t)=`a ² exp(-a ½ t ½ ), (5-6)

и спектральной плотностью

S_x (w)=`a ²a/(a²+w²), (5-7)

где ` a ² - средний квадрат угловой скорости; 1/a - средняя длина промежутков времени, в течение которых скорость остается постоянной.

Нерегулярная качка, воздействующая, например, на судовые установки, может задаваться спектральными плотностями

S_fr(w)= (s²_r/p)[a_r(a²_r+ b²_r)]/[(w²+a²_r- b²_r)²+ 4a²_rb²_r], (5-8)

и корреляционной функцией

K_r(t)=s²_r exp(- a_r ½ t ½ )[cos(b_rt) +a_r b^-1_r ½ t ½ ], (5-9)

где a_r> 0; r= 1,2.