Mühazirə dərslərində müzakirə olunan mövzuların məzmunu 1

Mühazirə 3
Avtomatik tənzimləmə və idarəetmə sistemləri

Hər bir texnoloji proses, aparat, maşın bir və ya bir neçə kəmiyyətlə xarakterizə olunur. İş prosesində bu fiziki kəmiyyətlərin bir qisminin əvvəlcədən məlum qiymətlər ətrafında sabit saxlanılması və ya ümumi halda müəyyən qanunauyğunluqlarla dəyişdirilməsi tələb olunur. Fiziki kəmiyyətlər üzərində aparılan belə əməliyyatlara idarəetmə prosesi deyilir. Əgər bu proses texnoloji aparata, texniki qurğuya və s. qulluq edən operator vasitəsilə həyata keçirilirsə, buna əl ilə idarəetmə deyilir. Əlavə texniki quruluş vasitəsilə yerinə yetirilən idarəetmə prosesinə avtomatik idarəetmə deyilir.

İdarəetmə prosesinə məruz qalan texnoloji qurğulara idarə olunan obyekt deyilir. Obyektin iş rejimini xarakterizə edən, stabilləşdirilməsi və ya müəyyən qanunauyğunluqla dəyişdirilməsi tələb olunan fiziki kəmiyyətlərə idarə olunan parametrlər deyilir. Bu məqsədlə kəmiyyətcə dəyişdirilən digər bir qrup fiziki kəmiyyətlərə idarəedici təsirlər deyilir. Tənzimlənən parametrin tapşırıq qiymətinin dəyişməsi tapşırıqverici təsir adlanır.
İdarə olunan obyekt onunla əlaqədə olan texniki quruluşla – avtomatik tənzimləyici ilə birlikdə avtomatik idarə sistemini təşkil edir. Bütün idarəetmə sistemləri iş prosesində daimi olaraq xarici və daxili təsirlərə məruz qalır. Tənzimlənən parametrlərə təsir edən bütün təsir və səbəblərə həyəcanlandırıcı təsirlər deyilir.
İdarəetmə sisteminin qarşısında çox vaxt bəzi fiziki kəmiyyətlərin əvvəlcədən məlum olan qiymətlər ətrafında stabilləşdirilməsi və habelə zamana görə müəyyən qanunauyğunluqla dəyişdirilməsi məsələsi qoyulur. Pozulmuş rejimin bərpa edilməsi, yaxud parametrlərin verilmiş qiymətlərdə müəyyən dəqiqliklə saxlanılmasına tənzimləmə deyilir. Qiymətinin sabit saxlanması və ya hər hansı bir qanun üzrə dəyişdirilməsi tələb olunan parametrlərə tənzimlənən parametrlər deyilir. Tənzimlənən parametrin qiymətini sabit saxlamaq və ya hər hansı qanun üzrə dəyişdirmək üçün kəmiyyət və keyfiyyətcə dəyişdirilən parametrlərə idarəedici və ya tənzimləyici parametrlər deyilir.
Hər hansı prosesin tənzimlədiyi aparat, maşın, mexanizm, qurğu və s. tənzimləmə obyekti adlanır. Tənzimlənən parametrin qiymətini verilmiş tapşırıq qiymətində müəyyən dəqiqliklə saxlayan bir və ya bir neçə avtomatik quruluşa avtomatik tənzimləyici deyilir. Avtomatik tənzimləmə obyekti avtomatik tənzimləyici ilə birlikdə avtomatik tənzimləmə sistemini əmələ gətirir. İdarəetmə sistemlərinin xüsusi qrupunu təşkil edən belə sistemlərə avtomatik tənzimləmə sistemləri deyilir. Avtomatik idarəetmə sistemlərinə bəzən optimal idarəetmə sistemləri deyilir. Belə sistemlər idarə olunan obyekti bir vəziyyətdən digərinə keçdikdə sistemə xas olan məhdudluqları ödəmək şərtilə prosesin effektivliyini xarakterizə edən müəyyən kriterinin (göstəricinin) ekstremal (maksimal və ya minimal) qiymət almasını təmin edir. Müasir idarəetmə sistemlərində belə məsələlərin həll edilməsi üçün idarəedici quruluş kimi müxtəlif tipli idarəedici hesablama maşınlarından istifadə olunur.
Burada sistem idarə olunan O - obyektdən və İQ - idarəetmə qurğusundan təşkil olunmuşdur. İdarəetmə qurğusuna idarə olunan parametrlərin x - cari qiymətləri və onların g - tapşırıq qiymətləri haqqında məlumat verilir. Avtomatik idarəetmə sisteminin prinsipial sxemi şəkil 1 -də verilmişdir.

Şəkil 1. Avtomatik idarəetmə sisteminin prinsipial sxemi
İdarəedici qurğuda bu iki məlumat bir-birilə müqayisə olunaraq, onlar arasında əmələ gələn cari fərq təyin edilir. Bu fərq müəyyən qanunauyğunluqla çevrilərək nəticədə u - idarəedici təsir obyektə göndərilir. İdarəedici təsir həmişə elə istiqamətə yönəlir ki, f - həyəcanlandırıcı təsirlərdən yaranan parametrlərin dəyişdirilmələri müəyyən dəqiqliklə kompensasiyaedilmiş olsun və idarə olunan parametrlərin cari qiymətləri tələb olunan qiymətlərə mümkün qədər yaxın olsun.
Tənzimlənən parametrin avtomatik olaraq saxladığımız qiymətinə tənzimlənən parametrin tapşırıq qiyməti deyilir.
Tənzimlənən parametrin (ümumiyyətlə parametrin) ölçdüyümüz qiymətinə onun cari qiyməti deyilir.
Tənzimlənən parametrin tapşırıq qiyməti ilə onun cari qiyməti arasındakı fərqə səhv və ya xəta deyilir.
Tənzimlənən parametrin cari qiyməti ilə onun hesablama başlanğıcı kimi götürülmüş qərarlaşmış qiyməti arasındakı fərqə meyletmə və ya artım deyilir. İşəburaxma əyrisinin zaman xarakteristikası şəkil 2-də verilmişdir.

Şəkil 2.İşəburaxma əyrisinin zaman xarakteristikası

Tənzimlənən parametrin avtomatik tənzimləyicinin, həyəcanlandırıcı təsirin nəticəsində zamana görə dəyişməsi keçid prosesi və ya tənzimləmə prosesi adlanır.

İdarəedici (tənzimləyici) parametrləri avtomatik tənzimləyicinin və ya operatorun təsiri nəticəsində dəyişdirən quruluşlara tənzimləyici orqanlar deyilir.
Parametrlərin qiymətini ölçən elementlər həssas elementlər adlanır.
Tənzimlənən parametrin tapşırıq qiymətini tənzimləmə sisteminə daxil edən quruluşa tapşırıqverici quruluş deyilir.
Tənzimləmə sisteminin çıxışından onun girişinə verilən siqnala əks-əlaqə siqnalı deyilir. Əks-əlaqə siqnalı ilə giriş siqnalı arasındakı fərqə xəta siqnalı deyilir.
Avtomatik tənzimləmə sistemləri bir təsiretmə istiqamətli olub, qapalı dinamik sistemlərdir. Enerji mənbəyi olan dinamik sistemlərə aktiv, enerji mənbəyi olmayan dinamik sistemlərə isə passiv dinamik sistemlər deyilir. Dinamik sistemlər onun parametrləri ilə xarakterizə olunur. Parametrlər toplanmış və paylanmış olur. Toplanmış parametrlər zamana görə, paylanmış parametrlər həm zamana görə, həm də məkana görə dəyişir. Parametrlər sabit və dəyişən olur. Zamandan və prosesdən asılı olmayaraq həmişə eyni qiymətə malik olan parametrlərə sabit parametrlər deyilir. Öz qiymətini hər hansı zaman ərzində sabit saxlamayan parametrlərə dəyişən parametrlər deyilir.
Avtomatik tənzimləmə və idarəetmə sistemlərinin təsnifatı bir sıra cəhətlərinə görə idarəedici təsirə, işləmə prinsiplərinə, riyazi yazılışlarına, vəzifələrinə görə aparıla bilər.
Avtomatik tənzimləmə və idarəetmə sistemləri aşağıdakı siniflərə ayrılır:
1) açıq sistemlər;
2) qapalı sistemlər;
3) kombinə olunmuş sistemlər.
Açıq sistemlərdə öz növbəsində iki yerə ayrılır:
1) sərt proqram üzrə işləyən sistemlər;
2) həyəcanlandırıcı təsirə görə işləyən sistemlər.
Sərt proqram üzrə işləyən açıq sistemlərdə idarəedici təsir idarəedici elementdən obyektə verilir. Sərt proqram üzrə işləyən açıq sistemlərin prinsipial sxemi şəkil 3-də verilmişdir.

Şəkil 3. Sərt proqram üzrə işləyən açıq sistemlərin prinsipial sxemi

O – obyekt, İE - icra elementi, AE - aralıq elementi (çevirici və ya gücləndirici), İEE - idarəedici element, T – tapşırıq, F(t) -həyəcanlandırıcı təsir

Açıq sistemlərdə, idarəediçi elementin girişinə verilən tapşırıq qiyməti tənzimləmə obyektinin çıxış parametri ilə müqaisə olunmur, obyektin çıxış parametrinin qiymətinə tapşırıq qiymətinin təsiri bilavasitə yoxlanmır. Lakin ola bilər ki, xarici həyəcanlandırıcı təsirlərin nəticəsində çıxış parametrləri dəyişsin.

Həyəcanlandırıcı təsirə görə işləyən açıq sistemlərə “Ponsele-Çikolev” prinsipi ilə işləyən sistemlər deyilir. Bu sistemlərdə çıxış parametrinin hər hansı digər təsir nəticəsində öz tapşırıq qiymətindən meyletməsi nəzərə alınmır. Həyəcanlandırıcı təsirə görə işləyən açıq sistemlərin prinsipial sxemi şəkil 4-də verilmişdir.

Şəkil 4. Həyəcanlandırıcı təsirə görə işləyən açıq sistemlərin prinsipial sxemi

O – obyekt, HE - həssas element, AE - aralıq elementi (çevirici və ya gücləndirici), İE - icra elementi, İEE - idarəedici element, T – tapşırıq, F(t) - həyəcanlandırıcı təsir

Qapalı sistemləri də öz növbəsində iki yerə ayırmaq olar:

1) meyletməyə görə işləyən sistemlər;
2) özüuyğunlaşan sistemlər.