Что такое замкнутая система

Замкнутые системы и ЗСИ

  • New Theory » Список форумовНовые теории естественных наукФизика
  • Изменить размер шрифта
  • Для печати
  • Правила
  • Регистрация
  • Вход

Замкнутые системы и ЗСИ

Замкнутые системы и ЗСИ

Комментарий теории:#1 chichigin » 14 фев 2016, 04:06

1) Система тел, не взаимодействующих с другими телами, не входящими в эту систему, называется замкнутой системой.

2) В замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

3) Этот фундаментальный закон природы называется законом сохранения импульса.

4) Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета.

Согласно пунктам №2 и №4 в замкнутой системе движение тел до взаимодействия и после взаимодействия равномерное и прямолинейное.
Взаимодействия масс тел в замкнутой системе происходят без потерь импульса, а, следовательно, и без потерь энергии потому, что в замкнутой системе нет наличия сил, которые могут принудить тела совершить работу.

Работа требует ни только приложения сил, но и затрат энергии, а, следовательно, взаимодействующие массы тел в замкнутых системах не могут обладать энергией.

Ведь двойка в знаменателе формулы кинетической энергии
E кин=mV 2 /2 показывает, что тело может обладать энергией только при наличии силы, которая заставляет тело двигаться равноускоренно.

Если в замкнутых системах массы тел не способны совершать работу, на совершение которой требуются затраты энергии, то, соответственно, в замкнутых системах равномерное движение тел бесконечно по времени.

Согласно пунктам определения замкнутых систем №1-4, замкнутые системы, как и ЗСИ, являются чисто гипотетическими и в реальности существовать не могут.

Взаимодействия тел в этих замкнутых системах отсчета, согласно пунктам № 1- 4, происходят без потерь энергии чисто гипотетически.

Можно ли законы, установленные для чисто гипотетических взаимодействий тел в чисто гипотетических замкнутых системах отсчета, применять для взаимодействий тел в реальных системах отсчета, где существуют реальные силы, влияющие на реальные взаимодействия тел?
Конечно нельзя!

Но, тем не менее, смешивание гипотетических систем отсчета с реальными системами отсчета происходит постоянно и это приводит к неправомерному толкованию реальных взаимодействий.
Например.
Взаимодействия в солнечной системе, масс планет и масс их спутников между собой и с массой Солнца, официальная наука рассматривала как взаимодействия тел в замкнутой системе.
А отсюда делали выводы, что движение планет и их спутников по своим орбитам происходит без затрат энергии движения, и поэтому считали, что движения планет и их спутников вечное.
Но вскоре, после наблюдения за спутником Марса Фобосом, мнение о вечном движении планет стало меняться.
Наблюдение за Фобосом показало: – «Сильное приливное трение, возникающее вследствие близкого расположения Фобоса к Марсу, уменьшает энергию его движения, и спутник медленно приближается к поверхности планеты, чтобы, в конце концов, упасть на нее…» .

Несоизмеримость величины уменьшения радиуса орбиты планеты с величиной самого радиуса планеты, пока не позволяет говорить, что постепенно через достаточное время спутники планет будут поглощены массами планет, а сами планеты солнечной системы будут поглощены массой Солнца.

Во время свободного падения, несоизмеримость свободно падающих масс тел с массой Земли позволяет объяснить «равенство» ускорений свободного падения у тел разной массы.
Согласно закону всемирного тяготения, сила взаимодействия F между двумя телами массами m1 и m2 равна
F = (G*m 1*m 2)/r 2
F 1– сила притяжения тела массой m 1к телу массой m 2
F 2– сила притяжения тела массой m 2 к телу с массой m 1
F 1 = F 2=F=(G*m 1*m 2)/r 2

F 1 = m1*a1
F 2= m*2a2
m1*a 1=m2*a2= (G*m1*m[2sub]2[/sub])/r 2
a1=(G*m2)/r 2
a2=(G*m1)/r 2
При измерении ускорения свободного падения тел на поверхности Земли нужно иметь в виду, что масса Земли m2 несоизмерима с массами экспериментальных тел m1, а следовательно a2 практически равно нулю a 2= 0
Поэтому ускорение сближения тел a1+a 2 практически равно ускорению свободного падения тел на поверхности Земли
a 1+ 0 = g
Отсюда понятно, что ускорения падения тел разной массы у поверхности Земли, массы которых несоизмеримы с массой Земли, практически не имеют различия.

Желание «исследователей» получить скорейший желаемый результат, заставляет авторов статей, при расчетах реальных взаимодействий, применять системы уравнений с помощью ЗСЭ и гипотетического ЗСИ.
Авторы статей не желают замечать, что:

а) в ЗСЭ в формулах кинетической энергии E кин= mV 2 /2 значения скоростей имеют не линейную зависимость, т.к. двойка в знаменателе формулы показывает , что рассматривается равноускоренное движение

б) в ЗСИ в формулах импульса p = mv значения скоростей имеют линейную зависимость, т.к. про это указано в самом определении гипотетических замкнутых систем.

Авторы статей не желают замечать, что при дифференцировании функций, аргументы функций и аргументы производной функции имеют разную линейную зависимость.
Простой пример, который показывает, что значения аргументов функции и аргументы ее производной имеют различную линейность и не равны между собой:
а) Функция: ax 2 +bx +c = 0 ;
x1=-b/2a+ (b 2 -4ac) 1/2 /2a;
x2=-b/2a – (b 2 -4ac) 1/2 /2a
б) Производная функции: 2ax+b=0;
x=-b/2a.

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

– то же, что изолированная система.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Смотреть что такое ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА в других словарях:

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

элементов, замкнутая система функций,- система элементов jn некоторого линейного нормированного пространства Нтакая, что любой элемент можно сколь уг. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

1) 3. с. в механике – система тел, на к-рые не действуют внеш. силы, т. е. силы, прилож. со стороны др., не входящих в рассматриваемую систему тел. 2) . смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА см. Система экологическая замкнутая. Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энц. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

система, фактическая или теоретическая, которая ограждена от других систем и действует или мыслится как действующая аутохтонно, независимо от воздействий извне. В психопатологии это, например, бредовая структура, функционирующая автономно от сознательных процессов. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

Система, фактическая или теоретическая, которая ограждена от других систем и действует или мыслится как действующая без навязываемых извне дополнений или изменений. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

closed loop, (автоматического регулирования или управления) loop

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

– В химии, вещество (или совокупность веществ), претерпевающее какое-либо изменение без взаимодействия с окружающей средой.

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

sistema chiuso; circuito m chiuso

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

1) closed circuit 2) bounded system

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

abgeschlossenes System, geschlossenes System

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

bounded system, closed system

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

• uzavřená soustava• uzavřený systém

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

sistema (de ciclo) cerrado, sistema de circuito cerrado

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

то же, что изолированная система.

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

(напр. парового отопления, вентиляции) closed system

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

(напр. автоматического управления) closed loop, loop

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

abgeschlossenes System, geschlossenes System

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

back-to-back system, closed loop system

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

système clos, système fermé

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

sistema cerrado прогр.

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ

(топливного бака) closed evaporation system авто, closed-circuit ventilation

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ

– система водного хозяйства предприятий, промышленных узлов производственных комплексов, обеспечивающая возврат всех жидких отходов после соответствующей обработки для повторного использования или переработки на вторичное сырье. Внедрение этой системы приводит к уменьшению количества сточных вод. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ

сумен қамтамасыз етудің жабық жүйесі

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ система водного хозяйства предприятий, промышленных узлов производственных комплексов, обеспечивающая возврат всех ж. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ

сумен қамтудың тұйық жүйесі

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ

recirculated heating system

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

sistema cerrado de refrigeración

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

refroidissement en circuit fermé

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

closed circuit cooling

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

thermal enclosure system

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА СЕРВОРЕГУЛИРОВАНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА СЕРВОУПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА СМАЗКИ

closed-circuit oil system, closed circuit lubrication

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

sistema cerrado de dirección

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, система управления, в к-рой управляющее воздействие формируется в функции отклонения значения управляемой величины от . смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ система УПРАВЛЕНИЯ – система управления с замкнутым (посредством обратной связи) контуром передачи воздействий. Является одним из основных типов систем автоматического управления. Управляющие воздействия в замкнутых системах управления вырабатываются в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона ее изменения. Пример замкнутой системы управления – центробежный регулятор частоты вращения вала двигателя.
. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, система управления с замкнутым (посредством обратной связи) контуром передачи воздействий. Является одним из основных типов систем автоматического управления. Управляющие воздействия в замкнутых системах управления вырабатываются в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона ее изменения. Пример замкнутой системы управления – центробежный регулятор частоты вращения вала двигателя. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

система управления, в которой управляющее воздействие формируется в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона её из. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ , система управления с замкнутым (посредством обратной связи) контуром передачи воздействий. Является одним из основных типов систем автоматического управления. Управляющие воздействия в замкнутых системах управления вырабатываются в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона ее изменения. Пример замкнутой системы управления – центробежный регулятор частоты вращения вала двигателя. смотреть

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, система управления с замкнутым (посредством обратной связи) контуром передачи воздействий. Является одним из основных типов систем автоматического управления. Управляющие воздействия в замкнутых системах управления вырабатываются в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона ее изменения. Пример замкнутой системы управления – центробежный регулятор частоты вращения вала двигателя.

Что такое замкнутая система

§ 14. ИМПУЛЬС ТЕЛА. ЗАМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

Используя законы Ньютона можно решить любые механические задачи. Однако применить эти законы бывает гораздо легче, если ввести понятие импульса тела, которым называют произведение массы тела на его скорость.

Пусть сила F начинает действовать на тело m , движущееся со скоростью v 1 . По второму закону Ньютона тело сразу начнёт двигаться с ускорением a = F / m , и через промежуток времени D t его скорость станет равной v 2 = v 1 + a . D t . При этом будет справедливо следующее равенство:

откуда следует, что

Таким образом, изменение вектора импульса тела, произошедшее за промежуток времени D t , равно произведению вектора силы на время её действия. При этом вектор импульса изменяется только в том направлении, в котором действует сила.

До сих пор мы рассматривали движение какого-нибудь одного тела и действие сил на это тело. Часто, однако, приходится рассматривать движение сразу нескольких взаимодействующих тел, например, соударение бильярдных шаров, движение планет солнечной системы или стыковка двух космических аппаратов. В каждом из этих случаев мы изучаем не одно тело, а систему, состоящую из нескольких взаимодействующих между собой тел. При этом существуют такие системы, тела в которых взаимодействуют только между собой, и можно считать, что никакие внешние силы на такие системы не действуют. Такие системы тел называют замкнутыми или изолированными. Солнечную систему можно считать замкнутой системой тел, так как она очень удалена от других космических тел нашей Галактики.

Рассмотрим, как меняется импульс замкнутой системы, состоящей из двух тел – А и Б , при их столкновении. Согласно третьему закону Ньютона, сила F , с которой тело А действует на тело Б, равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой тело Б действует на тело А. Поэтому для каждого из тел можно записать уравнение, аналогичное (14.1), где индексы А и Б указывают на то, что оно написано для тел А и Б, соответственно:

Складывая уравнения в (14.2), получаем:

В правой части уравнения (14.3) стоит суммарный импульс системы до столкновения, а в левой – он же, но после. Таким образом, суммарный импульс тел замкнутой системы не изменяется в результате взаимодействия тел этой системы. Этот вывод, справедливый для любых замкнутых систем, называют законом сохранения импульса.

Применим закон сохранения импульса к решению задачи о неупругом столкновении двух шаров, сделанных, например, из пластилина, при условии, что после столкновения они движутся, как единое целое (см. рис. 14а). Считая систему из двух шаров замкнутой, приравниваем значения суммарных импульсов системы до и после столкновения (см. 14.3):

откуда можно легко найти скорость движения v слипшихся шаров после их неупругого столкновения.

Закон сохранения импульса можно использовать для вычисления скорости v 1 отдачи пушки массой m 1 после выстрела снарядом массы m 2 со скоростью v 2 (см. рис. 14б). Система, состоящая из пушки и снаряда, не является замкнутой, т.к. на неё действует сила притяжения Земли. Однако в горизонтальном направлении на эту систему не действуют внешние силы, если пренебречь силами трения. Поэтому, применяя закон сохранения горизонтальной составляющей импульса системы и считая, что импульс системы до выстрела был равен нулю, имеем:

откуда можно вычислить скорость v 1 x отдачи пушки после выстрела.

Вопросы для повторения:

· Дайте определение импульса тела.

· Как изменяется импульс тела при действии силы?

· Какие системы тел называют замкнутыми?

· Сформулируйте закон сохранения импульса.

Рис. 14.(а) – к задаче о неупругом столкновении двух пластилиновых шаров; (б) – к вычислению скорости отдачи пушки после выстрела.

Замкнутые системы

В подавляющем большинстве случаев объекты (процессы), с которыми мы имеем дело в жизни, не обладают свойством самоуправления в желательном для нас режиме. Соответственно этому обстоятельству мы и оказываемся перед необходимостью решать те или иные задачи управления. Решение их состоит в том, чтобы:

· либо выявить в объекте (процессе) некую систему управления и настроить её на управление объектом (процессом) в желательном для нас режиме;

· либо построить систему управления и связать её с объектом (процессом), управлять которым мы намереваемся.

И то, и другое приводит к понятию «замкнутая система»:

«Замкнутая система» это — объект управления (процесс), находящийся во взаимодействии со средой, и система управления им, связанные друг с другом цепями прямых и обратных связей.

Назначение системы управления (как компоненты замкнутой системы) — вырабатывать управляющий сигнал и направлять его в объект и среду по прямым связям. Понятно, что система управления должна соответствовать как вектору целей управления, так и объекту управления и воздействию среды на него.

В самом общем смысле управление и отображение — всегда взаимная вложенность понятий, выражающих эти процессы, и самих объективных процессов, протекающих в Объективной реальности. Управление — информационно-алгоритмический процесс — является отображением: из объекта и среды, окружающей объект управления, в систему управления объектом — обратные связи; и из системы управления объектом в объект и среду — прямые связи. Прямые связи подразделяются на внутренние и внешние: локализованные в пределах объекта и системы управления им — внутренние прямые связи; уходящие из системы управления и объекта во внешнюю среду — внешние прямые связи.

Аналогичным образом на внешние и внутренние подразделяются и обратные связи: те, по которым поступает информация о состоянии среды, положении объекта в ней, — внешние обратные связи; а те, по которым поступает информация о состоянии элементов объекта и системы управления им, — внутренние обратные связи.

Эти определения терминов «прямые» и «обратные связи», «замкнутая система» содержат в себе некоторые умолчания, значимые в контексте ДОТУ. Вследствие наличия этих умолчаний в контексте ДОТУ эти определения являются более общими, включающими в себя тот смысл, который не свойственен этим терминам в исторически сложившихся технических версиях теории управления.

«Замкнутая система управления, система управления, в которой управляющее воздействие формируется в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона её изменения» (Большая советская энциклопедия, изд. 3, т. 9, стр. 325).

Соответственно определениям такого рода, когда говорят о прямых и обратных связях в замкнутой системе, то имеют ввиду только связи с объектом управления, но не со средой. При этом под прямой связью понимают управляющее воздействие, а под обратной — введение в систему управления информации о реакции объекта управления на управляющее воздействие. По существу в определениях термина «замкнутая система» такого рода речь идёт о том, что в замкнутых системах информация, на основе которой во всякий момент времени вырабатывается управляющее воздействие, включает в себя и информацию об управляющем воздействии, выработанном некогда в прошлом. Иными словами, некоторые информационные потоки, проходящие через систему управления, замкнуты в кольцевом контуре их обращения, отсюда и произтекает название термина «замкнутая система».

Однако есть связки «объект + система управления», в которых обратных связей в смысле обусловленности текущего управления управлением, выработанным в прошлом, нет. Такова программная схема управления (о ней речь пойдёт далее). А в схеме управления «предиктор-корректор» (о ней тоже речь пойдёт далее) некоторые из связей, если их относить к категории «обратных» в традиционном понимании этого термина, замыкаются не через прошлое, а через прогнозируемое будущее в том смысле, что текущее управление включает в себя прогноз поведения управляемого объекта, в который входит и информация о вариантах текущего управления.

При этом в исторически сложившихся технических версиях теории управления нет термина для обозначения связки «объект + система управления» в общем случае разсмотрения. Поэтому, излагая ДОТУ, мы оказываемся перед выбором:

· либо как-то называть эту связку (при этом само слово «связка» явно не подходит вследствие его употребительности в самых разных контекстах);

· либо придать в контексте ДОТУ разширительное толкование терминам «прямые» и «обратные связи», «замкнутая система».

В прошлых редакциях ДОТУ нашёл выражение разширительный подход, однако он не был пояснён, что у некоторой части читателей (особенно знакомых с какими-то техническими версиями теорий управления) вызывало вопросы.

В настоящей редакции мы сохраняем разширительный подход к толкованию упомянутых терминов, и потому в контексте ДОТУ следует принять определения прямых и обратных связей с подразделением их на внешние (уходящие в средý) и внутренние (локализованные в пределах объекта управления и системы управления) так, как они даны ранее.

Также полезно ввести понятие «мощность связи». В каждом конкретном случае оно может быть построено (определенó по смыслу):

· для прямых связей — на основе соотнесения мощности управляющего воздействия на объект или среду, порождаемого системой управления, с собственными характеристиками объекта управления (смотря по обстоятельствам, так в случае управления движением в смысле теоретической механики это может быть соотнесение сил управляющего воздействия с массой, с моментами инерции, с характеристиками сил и моментов сопротивления движению);

· для обратных связей — на основе соотнесения мощности управляющего воздействия, порождаемого системой управления, с параметрами, характеризующими отклонение объекта от заданного режима и параметрами, характеризующими воздействие среды на объект, реакцией на которые является вырабатываемое системой управление.

Поэтому, чтобы не плодить лишних терминов и не делать специальных оговорок в отношении таких частных случаев управления, как программное управление (без обратных связей) и управление по схеме «предиктор-корректор» (в которой часть связей, которые в традиционном подходе можно назвать как бы обратными, поскольку они замыкаются через прогнозируемое будущее), то и в случае, если между объектом и системой управления есть хотя бы одна связь не нулевой «мощности» — прямая или обратная, — такую связку мы тоже будем называть «замкнутой системой».

И кроме того, при соотнесении процесса проектирования и создания связки «объект управления + система управления» с полной функцией управления все такого рода связки являются замкнутыми системами, поскольку без решения задачи о предсказуемости поведения они неосуществимы или неработоспособны.

Примером замкнутой системы является — автомобиль с водителем. Автомобиль — объект управления. Водитель, ещё более точно, — его алгоритмика психики, — система управления. Обратные связи замкнуты через зрение, слух, осязание и вестибулярный аппарат водителя, а прямые — через его руки и ноги, воздействующие на изполнительные органы: руль, педали, рукоятку переключения передач, тумблеры и кнопки. Кроме того, иерархии замкнутых контуров прямых и обратных связей имеются в системах и устройствах автомобиля и в самом человеке.

Самоуправляющийся объект, в котором не удаётся выделить систему управления им, также представляет собой замкнутую систему, поскольку в нём самом имеет место кольцевая замкнутость прямого и обратного отображений в некоторой иерархии контуров циркуляции информации. Примером такого рода самоуправляющихся объектов с нелокализуемой системой управления является сливной бачок унитаза с поплавковым регулятором уровня воды. Система управления не локализована в том смысле, что её невозможно отличить от самого объекта, как возможно отличить водителя от автомобиля или блок автопилота от самолёта в целом. Кроме того, и методом изъятия узлов в замкнутой системе с нелокализованной системой управления невозможно достичь ничего, кроме как привести её в аварийное или в принципе неработоспособное состояние; в замкнутых системах с локализованной системой управления изъятие системы управления не нарушает в принципе работоспособности объекта управления.

Система управления объектом (локализованная или нет — всё равно) в соответствии с вектором целей управления на основе информации о состоянии замкнутой системы и окружающей среды (т.е. на основе вектора состояния), согласно интерпретации в системе управления причинно-следственных обусловленностей, иными словами, «объективных законов» существования замкнутой системы в среде, формирует управляющий сигнал, т.е. закодированную информацию о том, каким должно быть управляющее воздействие, чтобы поведение объекта отвечало вектору целей, а вектор ошибки не выходил за допустимые пределы. Управляющий сигнал через прямые связи подаётся на изполнительные органы (и в окружающую среду при необходимости), что и обеспечивает управляющее воздействие на объект. По цепям обратных связей в систему управления в процессе управления подаётся информация о состоянии окружающей среды, объекта, изполнительных органов, самой системы управления.

То есть управление — это единая упорядоченная совокупность разнокачественных действий, осуществляемых элементами, образующими замкнутую систему, представляющую собой иерархию контуров циркуляции и преобразований информации в процессе осуществления концепции управления, образованную частными концепциями управления (целевыми функциями) в их совокупности. Управление — целостная функция: целостная в том смысле, что изъятие из неё тех или иных этапов делает данное управление невозможным, т.е. концепцию неосуществимой, а цели недостижимыми.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Механическая система. Внешние и внутренние силы. Замкнутые системы.

Механической системой материальных точек или тел называется такая их совокупность, в которой положение или движение каждой точки (или тела) зависит от положения и движения всех остальных.

Материальное абсолютно твердое тело мы также будем рассматривать как систему материальных точек, образующих это тело и связанных между собой так, что расстояния между ними не изменяются, все время остаются постоянными.

Классическим примером механической системы является солнечная система, в которой все тела связаны силами взаимного притяжения. Другим примером механической системы может служить любая машина или механизм, в которых все тела связаны шарнирами, стержнями, тросами, ремнями и т.п. (т.е. различными геометрическими связями). В этом случае на тела системы действуют силы взаимного давления или натяжения, передаваемые через связи.

Совокупность тел, между которыми нет никаких сил взаимодействия (например, группа летящих в воздухе самолетов), механическую систему не образует.

Силы, действующие на точки или тела системы, можно разделить на внешние и внутренние.

Внешними называются силы, действующие на точки системы со стороны точек или тел, не входящих в состав данной системы.

Внутренниминазываются силы, действующие на точки системы со стороны других точек или тел этой же системы. Будем обозначать внешние силы символом – , а внутренние – .

Как внешние, так и внутренние силы могут быть в свою очередь или активными, или реакциями связей.

Реакции связейили просто – реакции, это силы которые ограничивают движение точек системы (их координаты, скорость и др.). В статике это были силы заменяющие связи.

Активными или задаваемыми силаминазываются все силы, кроме реакций.

Разделение сил на внешние и внутренние является условным и зависит от того, движение какой системы тел мы рассматриваем. Например, если рассматривать движение всей солнечной системы в целом, то сила притяжения Земли к Солнцу будет внутренней; при изучении же движения Земли по её орбите вокруг Солнца та же сила будет рассматриваться как внешняя.

Внутренние силы обладают следующими свойствами:

1. Геометрическая сумма (главный вектор) всех внутренних сил системы равняется нулю. По третьему закону динамики любые две точки системы действуют друг на друга с равными по модулю и противоположно направленными силами и , сумма которых равна нулю.

2. Сумма моментов (главный момент) всех внутренних сил системы относительно любого центра или оси равняется нулю. Если взять произвольный центр О, то . Аналогичный результат получится при вычислении моментов относительно оси. Следовательно, и для всей системы будет:

Из доказанных свойств не следует, однако, что внутренние силы взаимно уравновешиваются и не влияют на движение системы, так как эти силы приложены к разным материальным точкам или телам и могут вызывать взаимные перемещения этих точек или тел. Уравновешенными внутренние силы будут тогда, когда рассматриваемая система представляет собою абсолютно твердое тело.

Замкнутая система – это система, на которую не действуют внешние силы.

Примером физической замкнутой системы может служить горячая вода и пар в термосе. В замкнутой системе количество вещества и энергии остается неизменным. Замкнутая система является некоторой идеализацией (модельным представлением), поскольку полностью изолировать какую-то совокупность компонентов от внешних воздействий невозможно.

19.Закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия.

Обозначим массы двух тел и и скорости до взаимодействия , а после взаимодействия (столкновения)

По третьему закон Ньютона силы, действующие на тела при их взаимодействии, равны по модулю и противоположны по направлению; поэтому их можно обозначить

Для изменений импульсов тел при их взаимодействии на основании Импульса силы можно записать так

Для первого тела:

Для второго тела:

И тогда у нас получается, что закон сохранения импульсов выглядит так:

Экспериментальные исследования взаимодействий различных тел — от планет и звезд до атомов и элементарных частиц — показали, что в любой системе взаимодействующих между собой тел при отсутствии действия сил со стороны других тел, не входящих в систему, или равны нулю, сумма импульсов тел остается неизменной.

Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета.

— Время взаимодействия тел

— Импульс 1 тела до взаимодействия

— Импульс 2 тела до взаимодействия

— Импульс 1 тела после взаимодействия

— Импульс 2 тела после взаимодействия

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Замкнутые системы автоматического управления

Замкнутые системы автоматического управления (САУ) отличаются от разомкнутых применяемой аппаратурой и полнотой автоматизации. В разомкнутой САУ задающее устройство (включающая, регулирующая аппаратура) не получает информацию о фактическом режиме работы электроустановки (приводного электродвигателя, рабочей машины).

В замкнутой САУ информация передается на элементы управления, что сопровождается подачей соответствующих командных сигналов. Цепочка, передающая такую информацию, замыкает контур управления, образуя замкнутую САУ, или САУ с обратными связями.

Различие между замкнутой и разомкнутой САУ можно пояснить па примере регулирования скорости электродвигателя в системе генератор — двигатель (Г—Д). В разомкнутой САУ (рис. 1,а) заданная скорость электродвигателя устанавливается вручную потенциометром П. Контроль скорости осуществляется визуально по тахометру, получающему питание от тахогенератора ТГ. Всякое отклонение скорости от заданной оператор устраняет воздействием на движок потенциометра.

В замкнутой САУ (рис. 1,б) якорь тахогенератора ТГ включен в цепь обмотки возбуждения генератора ОВГ, создавая замкнутую систему, или систему с обратной связью (в данном случае с обратной связью по скорости).

Рис. 1. Схема регулирования электродвигателя в системе Г- М: а – разомкнутая САУ, б – замкнутая САУ

Ток, создаваемый тахогенератором ( I тг) в замкнутой цепи, направлен навстречу току потенциометра ( I п), и в цепи действует результирующий ток, равный геометрической разности этих токов. Движком потенциометра оператор устанавливает такое значение результирующего тока в обмотке возбуждения ОВГ, при котором обеспечивается соответствующая скорость электродвигателя. На этом роль оператора заканчивается. В дальнейшем система автоматически с определенной точностью поддерживает заданный режим работы электропривода.

Допустим, что в результате наброса нагрузки скорость электродвигателя уменьшилась по сравнению с заданной. Уменьшение скорости сопровождается соответствующим уменьшением скорости тахогенератора и напряжения на его зажимах. Это в свою очередь вызовет уменьшение тока I тг в цепи обратной связи и в определенном положении движка потенциометра — увеличение результирующего тока в обмотке возбуждения генератора. Соответственно возрастут напряжение на генераторе и скорость электродвигателя.

Процесс увеличения скорости и напряжения будет продолжаться до тех пор, пока ток в цепи обратной связи не достигнет установленного значения, а скорость электродвигателя — заданной величины.

При анализе систем автоматического управления широко используют функциональные схемы. На рис. 2 показана функциональная схема САУ , которая включает следующие элементы:

1 — задающее устройство, которое задает режим работы, подает командный, начальный импульс или сигнал,

2 — элемент сравнения. В него входит сигнал Х1 от задающего устройства, сигнал Х0, определяющий норму или уровень контролируемой величины. С учетом сигнала от элемента 9-й главной обратной связи элемент 2 сравнивает поступившие сигналы и посылает дальше скорректированный сигнал Х2,

3 — преобразующий элемент, поступающий в него сигнал оп преобразует в другую форму, более удобную для дальнейшей передачи. Например, сигнал Х2 был дан в форме гидравлического (пневматического, механического) давления. Элемент 3 преобразовал его в электрический ток. Так как подобного рода преобразование может требовать дополнительной энергии, то элемент 3 связан с источником энергии ПЭ,

4 — суммирующий элемент, в него поступают два сигнала: Х3 и Х8 от корректирующего элемента (элемента памяти) 8. Эти сигналы суммируются элементом 4 в направляются в следующий элемент,

5 — элемент усиления, входящий сигнал Х1 может быть слабым и для последующей передачи должен быть усилен. Это делается элементом 5, который связан с источником энергии ПЭ,

6 — исполнительный элемент, выполняет полученный сигнал (электродвигатель, электромагнитное реле, серводвигатель),

7 — регулируемый объект, или рабочая машина.

Рис. 2. Функциональная схема САУ

Каждый элемент автоматики — это преобразователь энергии, на вход которого подается величина X’, а с выхода снимается величина X”. Для каждого элемента в установившемся режиме существует определенная зависимость X” (X’) называемая статической характеристикой .

Замкнутая система автоматического управления характеризуется наличием обратных связей, она имеет по крайней мере одну обратную связь, соединяющую выход системы с ее входом. Кроме того, могут быть так называемые внутренние обратные связи , соединяющие выход и вход отдельных элементов САУ.

Обратные связи делятся на жесткие и гибкие. Жесткие связи действуют как в переходном, так и в установившемся режимах работы системы, гибкие— только в переходном. Различают положительные обратные связи и отрицательные. При увеличении регулируемой величины положительная связь еще больше ее увеличивает, а отрицательная, наоборот, уменьшает. Обратные связи могут передавать сигналы, пропорциональные углу поворота, скорости, напряжению, току и т. п. и соответственно называются обратными связями по углу, скорости, напряжению, току.Подробнее смотрите здесь: Элементы систем автоматики

По принципу действия САУ можно разделить на три группы:

непрерывного действия, в которых не нарушается связь между контролируемой и заданной величинами,

импульсного действия, в которых связь между контролируемой и заданной величинами осуществляется через определенные промежутки времени,

релейного действия, в которых связь осуществляется только тогда, когда заданная величина достигает определенного значения.

В зависимости от закона, по которому изменяется заданная величина во времени, САУ можно разделить также на три группы:

системы с постоянным или малоизменяющимся значением заданной величины, в которых автоматически регулируемая величина поддерживается постоянной. Это системы стабилизации, которые по существу являются системами автоматического регулирования (САР),

системы, в которых заданная величина изменяется по определенной, заранее установленной программе. Это система программного управления,

системы, в которых заданная величина может изменяться в широких пределах и по произвольному закону, т. е. следящие системы.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий