Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
5.5. Заключение
Модели человека-оператора как элемента обратной связи, рассмотренные в данной главе, разрабатывались и проверялись в
316 Глава 5
предположении ограничения поведения человека требованиями задачи. Предполагалось также, что сам человек является опытным тренированным оператором. Возмущающие и задающие воздействия предполагались случайными, по крайней мере с точки зрения оператора. Для применения изложенных методов к реальным задачам ручного управления необходимо иметь в виду все эти предположения.
В силу ограниченного объема материала оказались вне рассмотрения некоторые важные темы. Так, не обсуждались модели оператора, учитывающие моторные реакции и проблемы многоточечного управления. Однако полученные в данной главе модели составляют ту основу, которая позволит читателю знакомиться с соответствующей литературой по интересующим его вопросам.
к
гг — в области точки среза с <П'
Рис. 5.29. Альтернативная, модельная формулировка для задачи слежения с преследованием.
В заключение отметим, что с 1966 г. издаются и распространяются труды ежегодной конференции по ручному управлению, являющиеся обзором последних достижений в данной области. Читателю, интересующемуся разработкой и применением моделей оператора, следует обратиться прежде всего к этим материалам.
5.6. Используемые термины
Адаптация. Такое изменение параметров передаточной функции оператора, при котором умножение ее на передаточную функцию объекта управления дает систему е желаемыми характеристиками.
Белый шум. (Обобщенная) функция времени, обладающая спектральной плотностью мощности в виде константы во всем диапазоне изменения частоты.
Управление с обратной связью
317
Децибел. 20 lg| G (/со) |, где G(ja>)—передаточная функция системы G (s) при s = /со.
Диаграмма Боде. График зависимости амплитуды и фазы комплексного коэффициента усиления G(jсо) от In <в при изменении со в некоторой области частот. Амплитуда выражается в децибелах, а фаза — в градусах. Установившаяся реакция системы с передаточной функцией G(s) на входной сигнал A sin cot задается выражением
А | G (/со) | sin (со/ ф (/со)),
где
G (/со) = | G (/со) | ехр (/<р (/со)).
Дифференциальное уравнение. Уравнение, содержащее производные по времени, например
at
Замкнутая система. Система, в которой контур обратной связи замкнут.
Ковариация. Математическое ожидание произведения двух случайных величин. Ковариация белого шума vy(t) с нулевым средним задается выражением
Cov [vy (f)] = Е [vH (0 vy (/+ г)] == VySx,
где б (т)— дельта-функция.
Коэффициент усиления. Множитель в числителе передаточной функции.
Критерий качества. В случае оптимизации представляет собой скаляр — взвешенную сумму средних квадратов выхода и управления.
Линейное приближение. Представление нелинейной и (или) нестационарной системы в виде линейной передаточной функции и «остаточного» сигнала, который действует на входе или выходе линейной части.
Многоконтурная система. Система управления, содержащая много отдельных контуров управления.
Многомерная система. Система, описываемая несколькими дифференциальными уравнениями.
Многосвязная система. Система управления, содержащая зависимые замкнутые контуры управления.
Модель частоты среза. Модель человека-оператора в одноконтурной задаче слежения, при выводе которой предполагается, что в области частоты среза произведение передаточных функций оператора и объекта управления есть
318
Глава 5
ГрУеЛУ-^e-V.
s
Мощность. Мощность сигнала x(t) эквивалентна его среднему квадрату и определяется как т
Т оо I J
Одноконтурная система. Система с единственным контуром обратной связи.
Одномерная система. Система, описываемая единственным дифференциальным уравнением.
Одноканальная система. Система с единственным управляющим воздействием.
Оптимальная модель. Модель оператора, состоящая из соединенных последовательно калмановского фильтра и оптимального линейного регулятора. Особенности оператора учитываются в этой модели посредством шумов наблюдения, запаздываний и весовых коэффициентов критерия качества.
Остаток. Компонента модели оператора, не коррелированная с входным сигналом. Остаток обусловлен как фактическими помехами, так и ошибкой линейной модели оператора.
Переменные состояния. Переменные, значения которых в каждый момент времени полностью содержат информацию о системе. Переменные состояния, модель системы и прогноз входного воздействия полностью определяют поведение системы.
Преобразование Лапласа.' Преобразование Лапласа F(s) функции времени f(t) с нулевыми начальными условиями определяется как
ОО
о
причем
Z\!*t\ =SF(S)’ S
Lo
Разомкнутая система. Система, в которой обратная связь разорвана.
Сервомеханизм. Устройство, которое измеряет отклонение фактического выхода системы от желаемого и использует эту информацию для совмещения фактического выхода с желаемым.
Управление с обратной связью
319-
Система компенсирующего управления. Система, в которой оператор действует только на основе информации об отклонении выхода системы от ее входа.
