Тема 4. Системы логического управления процессами

Области применения и этапы синтеза систем логического управления. Способы задания законов функционирования логических устройств с помощью таблиц истинности, таблиц переходов и циклограмм, а также их реализация на жесткой логике.

Микропрограммные автоматы. Задание закона функционирования с помощью граф-схемы автомата и реализация микропрограммных автоматов на жесткой логике, а также на программируемых запоминающих устройствах и программируемых логических матрицах.

Литература: /1,2,4/.

Методические указания

При изучении темы необходимо уяснить, что системы логического управления применяются для автоматизации дискретных технологических процессов. Знать определения технологического цикла и технологического такта и этапы синтеза систем логического управления.

Изучить последовательность построения комбинационных логических устройств на основе таблицы истинности и последовательностных логических устройств на основе вспомогательной функции, таблицы переходов и циклограмм.

При изучении микропрограммных автоматов знать области их применения, правила построения граф-схем автоматов и их типы – содержательная, закодированная и отмеченная, правила заполнения таблиц перехода, правила записи логических функций по таблицам перехода и их реализацию на жесткой логике.

При изучении построения микропрограммных автоматов на ПЗУ и ПЛМ необходимо уяснить правила программирования и структуры таких автоматов.

Тема 5. Системы оптимального и адаптивного управления

Назначение и классификация систем оптимизации и адаптивного управления.

Постановки и методы решения задач статической оптимизации без ограничений, с ограничениями-равенствами и с ограничениями-неравенствами.

Принципы построения и характеристики поисковых систем адаптивного управления.

Постановки задач динамической оптимизации. Классическое вариационное исчисление и принцип максимума. Задачи аналитического конструирования регуляторов, быстродействия, на минимум ресурсов. Структуры оптимальных регуляторов.

Литература: /1,2,5/.

Методические указания

При изучении темы уяснить место систем оптимизации и адаптивного управления в АСУТП, а также их классификацию в зависимости от информационного обеспечения о технологическом процессе, критерия оптимальности и методов исследования.

При изучении методов решения задач статической оптимизации на безусловный экстремум ознакомиться с аналитическим определением точки экстремума, возникающими при этом сложностями. Знать качественное исследование функции перед применением численных методов поиска по выяснению характера и единственности экстремума. Изучить методы: покоординатного и наискорейшего спусков, шаговый градиентный и сопряженных направлений. Изучить аналитическое и численное решение задач с ограничениями-равенствами с помощью множителей Лагранжа, а также графическую интерпретацию и последовательность решения задач с ограничениями-неравенствами.

При изучении систем адаптивного управления остановиться на классе систем экстремального управления, способах реализации движения к экстремуму и стабилизации его окрестности, влияния дрейфа статической характеристики на показатели системы, структуре и функциональных блоках экстремальных регуляторов.

При изучении задач динамической оптимизации уяснить свойства интегральных функционалов как критериев оптимальности, метод Эйлера решения задач на безусловный экстремум функционала, метод Эйлера-Лагранжа в задачах на условных экстремум функционала. Знать формулировку принципа максимума и его применение в задачах аналитического конструирования регуляторов, быстродействия и минимума ресурсов. Ознакомиться со структурой и функциональными блоками оптимальных регуляторов.