Файл: Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами.pdf

интенсивности, соответствующие заданным характеристикам; R0 — значение показателя эффективности, вычисленное в предположе­ нии, что все элементы абсолютно надежны (в процессе работы си­ стемы отказы не происходят).

При этом предполагается, что характеристики, определяющие интенсивность отказов элементов системы (среднее количество отказов за определенный интервал времени, закон распределения промежутков времени между последовательными отказами и т. д.), известны. Эти характеристики можно определить экспериментально или с привлечением других методов оценки надежности односвязных систем управления.

При малых значениях величины Ді?Надеж отказы элементов си­ стемы слабо влияют на ее эффективность, с какой бы частотой они не происходили. Поэтому не нужны какие-либо специальные меры для повышения надежности, так как полученные результаты могут не оправдать произведенных затрат. Если величина Д/?Надеж при­ знается значительной, необходимо применять специальные меры, например резервирование, повышение надежности, обеспечение специальной профилактики и т. д.1

Следует иметь в виду, что использование для оценки надежно­ сти «больших систем» показателей, заимствованных из теории надежности «простых систем» (например, среднее время безотказ­ ной работы системы, вероятность работы системы в течение задан­

функционированию системы в условиях действия помех с задан­

варианта управления, необходимо знать идеальный вариант для' данной системы, при котором эффективность работы системы ока­ зывается наибольшей. Часто идеальный вариант бывает неизвест­ ным. Тем не менее можно оценить эффективность системы для нескольких выбранных способов управления.

1 В литературе имеются предложения по оптимизации надежности «боль­ ших систем» [99].

18

На каждом из перечисленных этапов существуют свои специ­ фические особенности научно-технического, организационного, эко­ номического и другого характера. В то же время работы на этапах, предшествующих реализации проекта техническими средствами, имеют одну общую черту — необходимость получить сведения о ха­ рактере работы проектируемой системы в целом и отдельных ее частей.

В принципе такие сведения можно получить экспериментальным путем тогда, когда система управления разрабатывается для дей­ ствующих предприятий. Для того чтобы экспериментальное изуче­ ние различных системных решений было целесообразным, необ­ ходимо чтобы система уравнения [41]:

допускала такие изменения режимов функционирования (тех­ нологических режимов, изменения характера взаимодействия тех­ нологического и управляющего персонала и т. п.), которые обеспе­ чивают решение поставленных перед экспериментом задач;

фиксировала всю необходимую информацию без чрезмерно больших затрат на специальную контрольно-измерительную аппа­ ратуру или проведение специальных, как правило, дорогостоящих

Перечисленные условия на практике выполняются далеко не всегда, а в случае разработки системы управления для вновь стро­ ящегося или проектируемого предприятия проводить эксперименты вообще невозможно. Поэтому для получения указанных выше све­ дений, как правило, прибегают к построению моделей и модели­ рованию.

П о д м о д е л и р о в а н и е м подразумевается такое отображе­ ние системы и ее элементов, которое позволяет представить основ­ ные характерные черты системы и существенно упростить иссле­ дование.

П о д м о д е л ь ю в системотехнике обычно понимается ка­ чественное или количественное представление системы или процес­

Необходимость моделей и моделирования на этапах проектиро­ вания, включая разработку технического проекта и рабочей доку­ ментации, диктуется тем, что они позволяют изучать поведение си­ стемы и отдельных системных решений, не прибегая к физически

ционирование моделируемого объекта, не касаясь других аспектов их использо­ вания, например использование моделей для сопоставления больших систем по различным параметрам и для построения наѵки о «больших системах», на что указывается в [200].

20

реальному конструированию и исследованию рассматриваемых яв­

тием представляет собой уникальное сооружение (комплекс тех­ нических, организационных, алгоритмических и прочих составляю­ щих ее частей).

Построение модели оказывается чрезвычайно плодотворным, поскольку она описывает все существенные входные и выходные

Обычно процесс моделирования состоит из нескольких этапов

ных переменных величин и определение соотношений между этими переменными и параметрами системы);

формулирование гипотез; построение модели;

проведение моделирования, в ходе которого намечаются различ­ ные эксперименты;

проверка и уточнение модели на основе данных эксперимента. Таким образом, моделирование системы управления в процессе ее разработки занимает промежуточное положение между теоре­

тическим анализом, определяющим общее направление разработки,, и конкретной его реализацией.

Модель некоторого явления или процесса, равно как и всей

стем управления являются показанные на рис. 1.1—1.4 структурные

и в некоторой степени о строении их внутренних взаимосвязей. Это еще более относится к структурным схемам, когда они представ­ лены совокупностью элементов с определенными передаточными функциями.

Примерами математических моделей являются рассмотренные выше системы дифференциальных уравнений (1.1) и (1.3), описы­ вающих управляемые процессы с оптимизацией функционалов со­ ответственно (1.2) и (1.4); система неравенств (1.7) с оптимиза­ цией функции (1.6) при отыскании оптимальных плановых заданий по переделам или равенство (1.10) при поиске «узкого места» по производительности. Таким образом, математическая модель реаль­ ного процесса или системы является некоторым «формально опи­ санным объектом, изучение которого возможно математическими

21.