- •I. Анализ объекта управления.
- •1.1 Построение экспериментальной характеристики.
- •1.2 Построение математической модели объекта.
- •1.3 Статическая и динамические характеристики объекта.
- •II. Синтез управляющей системы.
- •2.1. Синтез типовой системы управления.
- •2.2. Синтез нетиповой системы управления.
- •III. Анализ системы управления.
- •3.1 Анализ надежности типовой системы управления.
- •3.2 Анализ качества управления.
- •3.3. Анализ чувствительности системы управления к изменениям параметров объекта.
- •3.4 Анализ надёжности нетиповой системы управления.
- •3.5 Анализ качества управления.
- •3.6 Анализ устойчивости нетиповой системы управления.
- •IV. Разработка программного модуля
3.2 Анализ качества управления.
Качество управления определяется исходя из отрабатывания системы управления возможных изменений заданий по зарплате у* и компенсацией внешних факторов на производстве по дополнительным финансовым затратам w. Для каждого случая рассчитаем переходные процессы и определим показатели качества. Расчет переходного процесса осуществляется исходя из алгоритма работы системы управления приведенного в разделе II.
Анализ качества при изменении задания по зарплате. Примем условия расчета: начальная зарплата ; начальный уровень налога, у*=8000 руб./мес. Внешние факторы по дополнительным затратамw=0.
Таблица расчета переходного процесса:
t, мес. |
y* |
y(l) |
δy(l) |
v(l) |
U(l) |
Uп(l) |
Uu(l) |
Uд(l) |
Vогр |
Yогр |
-0,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
50 |
4518 |
0 |
8000 |
7530 |
470 |
100 |
54,99 |
9,4 |
-1,41 |
47 |
100 |
7530 |
0,2 |
8000 |
7530 |
470 |
53,58 |
53,58 |
9,4 |
-2,82 |
47 |
53,58 |
7530 |
0,4 |
8000 |
7530 |
470 |
52,17 |
52,17 |
9,4 |
-4,23 |
47 |
52,17 |
7530 |
0,6 |
8000 |
7530 |
470 |
50,76 |
50,76 |
9,4 |
-5,64 |
47 |
50,76 |
7530 |
0,8 |
8000 |
4891 |
3109 |
358,11 |
358,11 |
62,18 |
-14,96 |
310,9 |
150 |
4891 |
1 |
8000 |
5277,38 |
2722,61 |
303,57 |
303,57 |
54,45 |
-23,13 |
272,26 |
150 |
5277,4 |
1,2 |
8000 |
4776,23 |
3223,76 |
354,04 |
354,04 |
64,47 |
-32,80 |
322,37 |
150 |
4776,2 |
1,4 |
8000 |
4325,20 |
3674,79 |
397,14 |
397,14 |
73,49 |
-43,83 |
367,48 |
150 |
4518 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
... |
… |
… |
… |
…8 |
115 |
8000 |
6,52E+54 |
-6,5E+54 |
-7,8E+53 |
-7,83E+53 |
-1,3E+53 |
-8,39E+50 |
-7E+53 |
50 |
12430 |
115,2 |
8000 |
-1,3E+55 |
1,29E+55 |
1,5E+54 |
1,512E+54 |
2,59E+53 |
-3,96E+52 |
1,3E+54 |
150 |
4518 |
115,4 |
8000 |
4,33E+55 |
-4,3E+55 |
-5,103E+54 |
-5,1E+54 |
-8,65E+53 |
9,02E+52 |
-4E+54 |
50 |
12430 |
115 |
8000 |
6,52E+54 |
-6,5E+54 |
-7,827E+53 |
-7,83E+53 |
-1,3E+53 |
-8,39E+50 |
-7E+53 |
50 |
12430 |
Построим графики переходных процессов по фактической зарплате у(t) и формируемых управленческих решений по налогу u(t) (рисунок 13):
Рисунок 13 - Графики переходных процессов по фактической зарплате у(t) и формируемых управленческих решений по налогу u(t)
Наблюдается расходящийся процесс, поэтому целесообразно проводить анализ качества в соответствии с ограничениями на уровень заработной платы и уровень налогов (рисунок 14):
Рисунок 14 - Графики фактических переходных процессов по зарплате и уровне снижения налогов
В течение заданного времени управления не достигается уровень заработной платы у*=8000 руб./мес.
Расчёт анализа качества проводим на краткосрочном периоде.
Так как процесс не является установившимся, рассчитать статическую ошибку невозможно.
Время управления примем tупр=6 мес.
Максимальное динамическое отклонение: .
Перерегулирование значит, система управления является некачественной, неустойчивой.
Степень затухания колебаний: .
Количество колебаний за время управления t=6 месяцев .
Модульная интегральная ошибка: .
Анализ качества при изменении внешних факторов. Примем условия расчета: начальная зарплата ; начальный уровень налога, у*=8000 руб./мес. Внешние факторы по дополнительным затратамw=30%.
Таблица расчета переходного процесса:
t, мес. |
y* |
y(l) |
δy(l) |
v(l) |
u(l) |
ип(l) |
uu(l) |
Uд(l) |
w(l) |
vогр |
уогр |
-0,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
50 |
4518 |
0 |
8000 |
7530 |
470 |
100 |
54,99 |
9,4 |
-1,41 |
47 |
30 |
100 |
7530 |
0,2 |
8000 |
7530 |
470 |
83,58 |
53,58 |
9,4 |
-2,82 |
47 |
30 |
83,58 |
7530 |
0,4 |
8000 |
7530 |
470 |
82,17 |
52,17 |
9,4 |
-4,23 |
47 |
30 |
82,17 |
7530 |
0,6 |
8000 |
7530 |
470 |
80,76 |
50,76 |
9,4 |
-5,64 |
47 |
30 |
80,76 |
7530 |
0,8 |
8000 |
4891 |
3109 |
388,113 |
358,113 |
62,18 |
-14,967 |
310,9 |
30 |
150 |
4891 |
1 |
8000 |
4711,58 |
3288,42 |
399,778 |
369,778 |
65,76838 |
-24,826 |
328,84 |
30 |
150 |
4711,6 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
…8 |
116,2 |
8000 |
9,4E+55 |
-9,4E+55 |
-1,1E+55 |
-1,11E+55 |
-1,9E+54 |
1,9E+53 |
-9E+54 |
30 |
50 |
12430 |
116,4 |
8000 |
-9,1E+55 |
9,1E+55 |
1,08E+55 |
1,09E+55 |
1,83E+54 |
-8,3E+52 |
9E+54 |
30 |
150 |
4518 |
116,6 |
8000 |
2E+55 |
-2E+55 |
-2,4E+54 |
-2,44E+54 |
-4E+53 |
-2,2E+52 |
-2E+54 |
30 |
50 |
12430 |
116,8 |
8000 |
-5,9E+55 |
5,9E+55 |
6,85E+54 |
6,86E+54 |
1,18E+54 |
-1,9E+53 |
6E+54 |
30 |
150 |
4518 |
117 |
8000 |
2,2E+56 |
-2,2E+56 |
-2,5E+55 |
-2,54E+55 |
-4,3E+54 |
4,4E+53 |
-2E+55 |
30 |
50 |
12430 |
117,2 |
8000 |
-2,2E+56 |
2,2E+56 |
2,6E+55 |
2,62E+55 |
4,4E+54 |
-2,1E+53 |
2E+55 |
30 |
150 |
4518 |
Построим графики переходных процессов по фактической зарплате у(t) и формируемых управленческих решений по налогу u(t) (рисунок 15):
Рисунок 15 - Графики переходных процессов
Переходный процесс расходится, проведем анализ качества в соответствии с ограничениями на уровень заработной платы и уровень налогов (рисунок 16):
Рисунок 16- Графики переходных процессов по ограничениям
В течение 6 месяцев уровень заработной платы устанавливается на минимальный уровень, после чего происходят колебания, в результате которых уровень заработной платы устанавливается в среднем на 8000 руб./мес. Уровень налогов повышается в полтора раза.
Расчёт анализа качества проводим на краткосрочном периоде.
Так как процесс не является установившимся, рассчитать статическую ошибку невозможно.
Время управления tупр=6 мес.
Максимальное динамическое отклонение: .
Перерегулирование ,значит, система управления является некачественной, неустойчивой.
Степень затухания колебаний: .
Количество колебаний за время управления t=6 месяцев .
Модульная интегральная ошибка: .
Исходя из критериев качества, можно сделать вывод о том, что система
управления является некачественной.