Дискретизация аналоговых сигналов по времени

Выборка непрерывных аналоговых данных должна осуществляться через интервал дискретизации ts = l / fs. который необходимо тщательно выбирать для точного представления первоначального аналогового сигнала.

Чем больше число отсчетов (более высокие частоты дискретизации), тем более точным будет представление сигнала в цифровом виде, тогда как в случае малого числа отсчетов (низкие частоты дискретизации) может быть достигнуто критическое значение частоты дискретизации, при котором теряется информация о сигнале.

Показатели Качества системы автоматического регулирования.

Это величины, характеризующие точность, с которой система автоматического регулирования выполняет оптимальный технологический процесс и необходимый режим работы машины или механизма.

Критерий минимальной дисперсии - это классический критерий для управления. Измеренные значения для выходных величин должны как можно меньше отличаться от опорных.

Суммарное квадратичное отклонение

Количество произведённых отсчётов

N – количество отсчётов

Uс – величина опорного значения

y – величина обратной связи

k – номер отсчета

h – шаг дискретизации

Критерий минимальной дисперсии может приводить к неограниченным Управляющим сигналам (математически).

В реальных приложениях управляющий сигнал должен быть обязательно ограничен.

Ограничение на поведение реального регулятора учитывается при помощи весового коэффициента ρ.

Критерий квадратичной функции стоимости.

Быстро возрастает при увеличении управляющего сигнала U

Закон управления который минимизирует J_lq называется – линейным законом управления минимизирующим квадратичное отклонение.

3. Надежность и готовность СКУ ЯЭУ выполнять свои функции.

Надёжность – это совокупность свойств системы выполнять свои функции в течение срока службы в заданных режимах и условиях эксплуатации.

Также как и неустойчивая система ненадёжная система не пригодна к работе.

Однако это общее свойство складывается из таких отдельных свойств как:

1.Безотказность – Свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки до отказа. Для СКУ это важнейшее свойство, от которого зависят безопасность и экономичность АЭС. Она количественно оценивается:

1) Частотой или интенсивностью отказов

2) Вероятностью безотказной работы

3) Средней наработкой до отказа

4) Средним временем межу отказами

и другими показателями, которые будут рассмотрены в разделе «Готовность элементов выполнять свои функции».

2. Долговечность - Свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Под предельным состоянием понимается такое, при котором дальнейшая его эксплуатация считается нецелесообразной и его необходимо заменить. Количественными показателями долговечности являются:

1) Полный назначенный срок службы (для СКУ - 30 лет, для входящих в неё технических средств –10лет)

2) Средний ресурс до капитального ремонта

3) Назначенный срок службы до капитального ремонта.

Эти показатели долговечности должны устанавливаться в Научно-Технической Документации (НТД) на конкретные системы на АЭС.

3. Ремонтопригодность – Свойство приспособленности объекта к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта (наличие технических элементов замены, средств контроля исправности и легкая доступность к заменяемым элементам). В современных СКУ предусматривается встроенный дистанционный контроль исправности.

Наиболее важным понятием для свойства Безотказность являются различного вида отказы, для каждого из которых должны быть предусмотрены средства защиты ещё при проектировании СКУ.

Из этой структуры становится ясно почему показателю ГОТОВНОСТЬ в последние годы особенно в СКУ ЯЭУ уделяется наибольшее внимание:

1. Он количественно оценивает два самых важных свойства СКУ АЭС –это БЕЗОПАСНОСТЬи ЭКОНОМИЧНОСТЬ работы АЭС;

2. Удовлетворяет современным требованиям МАГАТЭ - необходимости количественной оценки этих важных свойств.

В связи с этим можно сформулировать понятие ГОТОВНОСТЬ в следующём виде:

Готовность – количественное описание такого свойства НАДЁЖНОСТИ как безотказность системы выполнять свои функции с учётом регламента обслуживания и восстановления.

Другое определение:

Готовность – количественный показатель безотказности СКУЗ выполнять свои функции в любой момент времени во всех режимах и условиях эксплуатации даже при наличии отказов с учётом режима обслуживания.

Покажем на примере работы аварийной защиты ЯР важность этого понятия с точки зрения Безопасности.

Сравним между собой две системы:

1) Рабочий за станком

2) Аварийная защита реактора.

Свойства этих систем с точки зрения надёжности одинаковы, однако первый элемент при неисправности просто не выполняет свои функции, а второй – либо приводит к аварии в момент прихода аварийного сигнала на обслуживание, либо к ложной остановке АЭС с большими экономическими потерями.

Ответ на этот вопрос содержится в лекциях по теме №8.

При ответе на этот вопрос необходимо написать формулу неготовности (вероятности не выполнить данную функцию), из которой следует важность времени восстановления работоспособности элемента или системы Т_В, равную сумме времен диагностики нарушения Т_Д, времени замены или ремонта Т_З и время ввода в эксплуатацию (пуска) Т_П.

Рис.1.Демонстрация понятия ГОТОВНОСТЬ.

Для системы АЗ очень важно, чтобы аварийный сигнал А пришел во время исправности устройства аварийной защиты, а не в момент В, когда она находится в ремонте.

Вероятность ГОТОВНОСТИ выполнить функцию аварийной защиты, которую мы назовем P (t) равна отношению:

P(t) = T_CP | (T_CP + T_B)

где: Т_СР – среднее время работы АЗ до отказа

Т_В - среднее время восстановления исправности АЗ

Из теории вероятности Р (t) + Q (t) = 1,

где Q (t) – НЕГОТОВНОСТЬ системы выполнить свои функции.

Из этого примера видно, что надёжность и готовность, очень близкие понятия, но для СКУЗ понятие готовность важнее т.к. оно дает количественную оценку системы выполнять свои функции с учётом её времени восстановления.

<5>