Wsparcie algorytmiczne (wykład)
PLAN WYKŁADU
1. Algorytmy pierwotnego przetwarzania informacji
2. Algorytmy wtórnego przetwarzania informacji
3. Algorytmy przewidywania wartości wielkości i wskaźników
4. Algorytmy sterowania
Wsparcie algorytmiczne to zbiór wzajemnie powiązanych algorytmów. Wiele algorytmów dzieli się na 6 grup:
1. Algorytmy pierwotnego przetwarzania informacji (filtrowanie z uwzględnieniem nieliniowości cechy).
2. Algorytmy wyznaczania wskaźników procesowych (algorytmy wtórnego przetwarzania informacji), wyznaczania wartości całkowitych i średnich, szybkości, prognozowania itp.
3. Algorytmy sterujące.
4. Algorytmy cyfrowej regulacji i optymalnego sterowania.
5. Algorytmy sterowania logicznego.
6. Algorytmy obliczania wskaźników technicznych i ekonomicznych.
1. Algorytmy pierwotnego przetwarzania informacji
Podstawowe przetwarzanie informacji obejmuje filtrowanie sygnału użytecznego, sprawdzanie wiarygodności informacji, kalibrację analityczną czujników, ekstrapolację i interpolację oraz uwzględnianie połączeń dynamicznych.
Filtrowanie– operacja oddzielenia sygnału użytecznego informacji pomiarowej od jej sumy za pomocą szumu. W zależności od zakłóceń wyróżnia się następujące filtry:
1. filtry dolnoprzepustowe (LPF).
2. filtry wysokiej częstotliwości (HFF).
3. filtry pasmowo-przepustowe (PF, sygnały przepuszczające o określonej częstotliwości).
4. filtry wycinające (PF, nie przepuszczają sygnałów o określonej częstotliwości).
Najpopularniejsze są filtry NSF, które dzielą się na filtry średniej ruchomej, filtry wygładzające wykładnicze i filtry medianowe.
Równanie różnicowe wykładniczego filtra wygładzającego
Równanie filtra wygładzającego wykładniczego otrzymujemy przy następujących założeniach:
założenie 1:użyteczny sygnał x(t ) jest losowym procesem stacjonarnym o znanych charakterystykach statycznych Mx – wartość oczekiwana;
Dx - dyspersja; 
- funkcja autokorelacji pokazująca stopień powiązania pomiędzy wartościami sygnałów chwilami przesuniętymi względem siebie o czas τ. Poszukiwany sygnał nie jest skorelowany z zakłóceniami.
założenie 2: interferencja f (t ) jest losowym procesem stacjonarnym, nieskorelowanym z sygnałem użytecznym i o znanych charakterystykach statycznych Mf =0; ; 
w której k<0
m
>0.
W wersji ciągłej właściwości filtra wygładzającego wykładniczego opisują następujące równania:
.
Funkcja transferu - łącze aperiodyczne
.
Zastąpienie pochodnej różnicą i otrzymanie równania różnicowego:
– równanie różnicowe
A ,
gdzie T jest stałą czasową, T 0 jest okresem odpytywania czujnika, γ jest parametrem nastawczym sterownika. Optymalną wartość wyznacza się minimalizując błąd filtra. Optymalna wartość parametru ustawienia filtra zależy od właściwości statycznych pożądanego sygnału i zakłóceń. W praktyce w większości przypadków nie można określić tych parametrów, im mniejsze, tym silniejsze właściwości wygładzające filtra, jednak przy małych wartościach mogą wystąpić zniekształcenia sygnału użytecznego.
Filtr ten jest najpopularniejszym filtrem dolnoprzepustowym.
Równanie różnicy filtra średniej ruchomej
W postaci analogowej (wersja ciągła) równanie FSK ma postać:
.
Metodą prostokątów możemy otrzymać równanie różnicowe:
Zastępując całkę sumą (przy całkowaniu metodą prostokąta) otrzymujemy:
|
|
gdzie jest obszar prostokątów; T– czas uśredniania; |
Т= nT 0 , n – jest to liczba punktów uśredniania, parametr ustawień filtra. Optymalna wartość N określa się poprzez minimalizację błędu (wariancji błędu) filtra i zależy od właściwości statycznych sygnału użytecznego i zakłóceń.
Większe n , tym większa jest właściwość wygładzania filtra.
Filtry statyczne zerowego rzędu
Filtr statyczny to filtr, który w wersji analogowej jest połączeniem równoległym ( N +1) łańcuchy składające się z łącza wzmacniającego i czystego łącza opóźniającego.
PF takiego filtra ma postać:
|
|
gdzie τ jest czasem opóźnienia; N– kolejność filtrów. |
Kiedy n =0 mamy filtr statyczny rzędu zerowego W (p )= b 0 → 
.
Podczas korzystania z tej formuły y(t ) będzie obciążonym oszacowaniem użytecznego sygnału x(t),
te. - matematyczne oczekiwanie na sygnał wyjściowy.
Aby uzyskać obiektywne oszacowanie, należy skorzystać z następującej funkcji:
W tym przypadku .
b 0 jako parametr ustawień.
Aby zaimplementować w oprogramowaniu filtr statyczny zerowego rzędu, użyj wzoru:
Filtry statyczne pierwszego rzędu
PF takich filtrów ma postać: 
.
Wartość oczekiwana:
Aby filtr miał obiektywną ocenę 
podczas księgowości
Gdzie - ustawienia filtrów.
Minimalizując wartość błędu filtrowania otrzymujemy: 
.
Dla wdrożenia oprogramowania - - okres odpytywania czujnika.
Równanie różnicowe:.
o godz =0 mamy filtr statyczny rzędu zerowego W (p ) = b 0 
.
Podczas korzystania z tej formuły y(t ) będzie obciążonym oszacowaniem użytecznego sygnału x(t ), tj. - matematyczne oczekiwanie na sygnał wyjściowy
Aby otrzymać bezstronne oszacowanie należy skorzystać z funkcji: .
W tym przypadku .
b 0 jako opcja ustawień 
.
W przypadku programowej implementacji filtru statycznego pierwszego rzędu należy zastosować wzór: .
Solidne filtry
Filtry tego typu przeznaczone są do odfiltrowywania emisji nietypowych. Solidne filtry obejmują filtr medianowy i filtr wygładzający drabinkowo-wykładniczy.
Filtr medianowy
Implementację filtra medianowego przeprowadza się według wzoru: , gdzie M jest parametrem nastawczym,
med – operator oznaczający operację szacowania mediany.
Medianę szacuje się za pomocą następującego algorytmu:
Próbki są sortowane w serie w kolejności rosnącej.
Gdy M jest nieparzyste, jako medianę wybiera się wartość środkową tego szeregu. Jeśli wartość jest parzysta, jako medianę wybiera się połowę sumy dwóch średnich wartości szeregu.
Filtr drabinkowy wykładniczy
Algorytm działania tego filtra jest następujący:
,
gdzie jest odchyleniem standardowym (RMS) zakłócenia, jest modułem przyrostu sygnału użytecznego na sąsiednich próbkach.
Równania różnicowe filtrów o zadanej charakterystyce częstotliwościowej
Jeżeli przy zadanej charakterystyce częstotliwościowej konieczne jest zastosowanie filtra dolnoczęstotliwościowego, to w tym celu konieczne jest zastosowanie LFC (logarytmicznej charakterystyki częstotliwościowej).
- zależność współczynnika transmisji sygnału harmonicznego od częstotliwości.
.
Konieczne jest określenie LFC, a następnie PF, a następnie przejście od PF do dyskretnego PF za pomocą transformaty Laplace'a.
Funkcja przenoszenia (TF) to stosunek, na obrazie Laplace'a, funkcji wyjściowej do funkcji wejściowej w zerowych warunkach początkowych.
, Gdzie R– ilość złożona.
Dyskretna konwersja:
.
Zmieniono zmienną:
.
Przejście z PF do dyskretnego PF
można wyprodukować w oparciu o ma na sobie: 
.
Po otrzymaniu dyskretnego PF można łatwo otrzymać równanie różnicowe korzystając z twierdzenia o przemieszczeniu (opóźnieniu):
Przesunięta funkcja sieci
.
Układ jednorazowy, nierekurencyjny: - obecność tylko sygnałów wejściowych po prawej stronie, - obecność sygnałów wyjściowych.
Aby uzyskać odpowiedź częstotliwościową, wpisz 
(*);
.
A i B podstawiamy w wyrażeniu (*) i definiujemy DFT. Następnie musisz napisać równanie różnicowe i utworzyć program.
Twierdzenie o przemieszczeniu:
;
Przekształcamy za pomocą twierdzenia o przemieszczeniu i otrzymujemy
Dla filtra górnoprzepustowego z charakterystyką : ;
;
.
Dla filtra pasmowego:
;
;
.
W przypadku filtra wycinającego:
;
;
.
Aby wdrożyć procedurę filtrowania, oprócz rozważanych stosuje się inne filtry, które mają bardziej złożoną charakterystykę adaptacyjną i charakterystykę częstotliwościową ze stromymi krawędziami. Do takich filtrów należą filtry Czebyszewa, Kalmana i Wienera.
Sprawdzanie poprawności informacji
Nierzetelność informacji pojawia się wtedy, gdy zawodzą kanały informacyjne i pomiarowe. Istnieją dwa rodzaje odmów: całkowita i częściowa. Całkowita awaria następuje w przypadku awarii przetwornika pomiarowego lub w przypadku uszkodzenia linii komunikacyjnej. W przypadku awarii częściowej środki techniczne pozostają sprawne, lecz błąd pomiarowy przekracza wartość dopuszczalną.
Algorytmy wykrywające awarie całkowite:
1) Algorytm kontroli tolerancji parametrów: sprawdzenie stanu -X i min≤ X ja ≤ X i maks
X i min – minimalna możliwa wartość i-ty parametr;
X i maks – maksymalna możliwa wartość i-ty parametr.
Jeśli warunek nie jest spełniony, informacja jest niewiarygodna. W tym przypadku wykorzystuje się wiarygodne informacje uzyskane w poprzednim momencie lub stosuje się wartość średnią I -ty parametr.
2) A Algorytm opiera się na określeniu szybkości zmian I t kontrola parametrów i warunków:
A ≤ Xi ≤ B
Х i =dX i (t)/dt
dX i (t)/ dt =(X i (k)- X i (k -1))/ T 0, gdzie T – okres odpytywania, T=dt
3) Algorytm redundancji sprzętowej - algorytmmonitorowanie informacji, za pomocą którego identyfikuje się częściowe awarie w oparciu o wykorzystanie redundancji informacji. Redundancję można uzyskać poprzez rezerwację kanałów informacyjnych i pomiarowych (redundancja sprzętowa) lub poprzez określenie niektórych parametrów za pomocą pomiaru bezpośredniego lub poprzez obliczenia z wykorzystaniem innych parametrów.
Redundancja sprzętu jest oznaką awarii, naruszenia warunku - | X ja - X| < C, Gdzie
X jest wartością średnią ze wszystkich transformacji pomiarowych
X ja – wartość uzyskana z I konwersja pomiaru
C – największa dopuszczalna wartość modułu różnicowego (2-3 błędu średniokwadratowego zmiany transformacji)
4)
Równanie bilansu materiałowego ma postać:F(
X 1
,
X 2
, ….
x rz)=0.
Równanie jest spełnione tylko wtedy, gdy wartości parametrów x 1 , x 2 , …. x rz odpowiadają wartościom rzeczywistym. Jeśli parametry zmienią się z błędem, to mamy 
. Podczas zastępowania wartości , otrzymamy . Jeśli , to informację uznaje się za niewiarygodną.
X - zmierzona ilość,
Y - sygnał stały
y = f(x ) jest charakterystyką statyczną czujnika.
Kalibracja analityczna czujnika (AGS) polega na wyznaczeniu (odtworzeniu) wartości mierzonej na podstawie sygnału pobranego z czujnika (przetwornika).
, Gdzie X ^ - oszacowanie wartości mierzonej uzyskane z sygnału pobranego z czujnika; f-1 – funkcja odwrotna y = f(x).
Jeżeli charakterystyka kalibracyjna transformacji pomiarowej jest określona analitycznie, wówczas AGD sprowadza się do realizacji operacji obliczeniowej.
Jeżeli charakterystyka statyczna czujnika jest liniowa: y = topór + b , wówczas kalibracja analityczna sprowadza się do wykonania operacji obliczeniowych, czyli do wzoru=(y - b)/ za.
W tym przypadku kalibracja analityczna czujnika wyrażana jest w skali. Jednak większość czujników przemysłowych (przetworników) ma nieliniową charakterystykę statyczną, która często jest wyznaczana eksperymentalnie i przedstawiana w postaci wykresu lub tabeli kalibracyjnej (w tym celu wykorzystuje się dane paszportowe). Przy prezentacji charakterystyki kalibracyjnej w tabeli stosuje się metodę AGD, która polega na aproksymacji charakterystyki kalibracyjnej wyrażeniem analitycznym. Jedną z najpowszechniejszych metod kalibracji analitycznej jest metoda aproksymacyjnawielomiany potęgowe:
gdzie są współczynniki, które należy wyznaczyć numerycznie;
N – stopień wielomianu.
Korzystając z tej formuły, pojawia się szereg problemów:
1. Wybór kryterium, według którego wyznaczane są współczynniki aj;
2. Wyznaczanie stopnia wielomianów ( N ), zapewniając wymaganą dokładność aproksymacji.
W zależności od kryterium zastosowanego do aproksymacji wyróżnia się następujące wielomiany:
1. Wielomiany najlepszego równomiernego przybliżenia (BSU).
Kryterium wyznaczania współczynników tych wielomianów jest wymóg zapewnienia określonej dokładności w dowolnym punkcie zakresu pracy czujnika. Aby przybliżyć ten wielomian należy zminimalizować postać liniową, dla której stosuje się metody programowania liniowego (rozwiązując problem optymalizacji). Programowanie liniowe to dziedzina matematyki zajmująca się metodami wyznaczania ekstremum kryterium liniowego w warunkach ograniczeń liniowych. Najpopularniejszą metodą programowania liniowego jest metoda simplex (metoda sekwencyjnego ulepszania planu). Wady wielomianu NRP jest złożoność wyznaczania współczynników, czyli konieczność rozwiązania problemu programowania liniowego.
2. Wielomiany asymptotyczne.
Godność Jest możliwość wstępnego oszacowania stopnia wielomianu przed obliczeniem współczynnika. Obliczenie współczynników opiera się na tabeli stopniowanej. Oto fragment tej tabeli:
|
Stopień |
Wykorzystane punkty |
Współczynniki wielomianowe |
Parametr dokładności |
|
y 0 = b y 1 = (b-a)/2 y 2 = a |
a 0 =1/4[(x 0 +2x 1 +x 2) – 2((b+a)/(b-a))(x 0 -x 2)] a 1 =(1/(b-a))(x 0 -x 2) |
L 1 =1/2(1/2x 0 - x 1 - 1/2x 2) |
|
|
y 0 = b y 1 = b-1/4(b-a) y2 =a+1/4(b-a) y 3 = a |
a 0 =2/3((b+a)/(b-a)) 2 (x 0 -x 1 -x 2 +x 3)-1/3((b+a)/ (b-a))(x 0 + x 1 -x 2 -x 3)+1/6(-x 0 +4x 1 +x 2 -x 3) a 1 =2/3(b-a)[ 1-4((b+a)/(b-a))](x 0 -x 2)+(1+4) ((b+a)/(b-a))( x 1 -x 3) a 2 =2/3(2/(b-a)) 2 (x 0 -x 1 -x 2+ x 3) |
L 2 =1/3(1/2x 0 - x 1 +x 2 -1/2x 3)) |
a≤y≤b
x 0 , x 1 , x 2 – odpowiadają wartości mierzonego parametru r 0, r 1, r 2
3. Do AGD czujników niestandardowych stosuje się wielomiany regresji. Jako kryterium wyznaczania współczynników przyjmuje się wartość średniokwadratowego błędu aproksymacji w zakresie zmiany wartości mierzonej: (minimalizowana jest suma kwadratów błędów)
Aby wyznaczyć współczynniki wielomianu, stosuje się metodę najmniejszych kwadratów, przy którym minimalizuje się kryterium i rozwiązuje układ równań:
dI(..)/da 0=0
…..
dI(..)/dan=0
Porównując różne wielomiany, możemy stwierdzić: wielomiany regresji dają najmniejszy błąd średniokwadratowy. Wielomiany NRP dają minimalny błąd maksymalny, a wielomiany asymptotyczne zajmują pozycję pośrednią między nimi.
Zastosowanie interpolacji i ekstrapolacji w monitorowaniu parametrów i wskaźników
Proces uzyskiwania informacji o ciągle zmieniających się wielkościach w zautomatyzowanym systemie sterowania procesem przebiega dyskretnie w czasie, zatem pojawia się zadanie odtworzenia wartości mierzonych wielkości w momentach, które nie pokrywają się z momentami pomiarów.
Do kontroli, gdy konieczne jest poznanie wartości wielkości mierzonej w chwili obecnej lub w przyszłości, stosuje się metodę ekstrapolacji wartości wielkości uzyskanej w chwili poprzedniej.
Do analizy operacji produkcyjnych i obliczenia wskaźników techniczno-ekonomicznych konieczne jest określenie wartości wielkości w poprzednich momentach, w tym przypadku stosuje się metody interpolacyjne.
W większości przypadków ekstrapolację przeprowadza się metodą etapową. W przypadku ekstrapolacji krokowej wartość mierzonej wielkości w dowolnym bieżącym momencie jest oceniana na podstawie zmierzonej wartości ostatniego prądu pomiarowego. Błąd ekstrapolacji krokowej: ,
Gdzie - funkcja autokorelacji (ustala stopień powiązania);
T0 - okres odpytywania czujnika A;
Błąd konwersji pomiaru.
Zatem błąd ekstrapolacji krokowej zależy od właściwości statycznych mierzonej wielkości, okresu próbkowania i błędu kanału pomiarowego, co należy wziąć pod uwagę przy wyborze okresu próbkowania.
Do interpolacji najczęściej stosuje się odcinkowe przybliżenie liniowe, które przeprowadza się w dwóch punktach według wzoru:
Mniej dokładna jest interpolacja krokowa.
Rozliczanie połączeń dynamicznych
Obecność czujnika bezwładnościowego może znacząco zniekształcić skład częstotliwościowy mierzonego sygnału, np. przy pomiarze temperatury w piecach stosuje się masywne osłony chroniące termopary przed uszkodzeniami mechanicznymi, co powoduje znaczny błąd dynamiczny.
Jeśli przyjmiemy statyczny współczynnik transmisji czujnika inercyjnego równy jeden, to jest, kiedy 
, wówczas należy uwzględnić następującą zależność:
, te. W danej chwili na wyjściu czujnika generowany jest sygnał niosący informację o wartości parametru w poprzedniej chwili, tj. w pewnym momencie.
2. Algorytmy wtórnego przetwarzania informacji
Główne operacje przetwarzania wtórnego obejmują:
· wyznaczanie całkowitych i średnich wartości wielkości i wskaźników;
· określenie tempa zmian wartości i wskaźników;
· wyznaczanie wielkości i wskaźników, których nie można zmierzyć metodą bezpośrednią (pomiar pośredni);
· przewidywanie wartości wielkości;
· wyznaczanie charakterystyk statycznych, wielkości i wskaźników.
Służy do zarządzania i analizy pracy. Duże znaczenie ma określenie całkowitej ilości materii lub energii uzyskanej w procesie produkcji w określonym przedziale czasu. Przykładami są zużycie energii elektrycznej, paliwa na godzinę, zmianę, dzień i tak dalej. Tym samym celom służy określenie średnich wartości mierzonych wielkości, które są wskaźnikami operacyjnymi (średni czas, średnie ciśnienie itp.)
Rozważmy metody dyskretnego całkowania mierzonej wielkości stale zmieniającej się w czasie. Poniżej przedstawiono numeryczne metody całkowania.
1. Metoda prostokątna.
Istotą metody jest zastąpienie implementacji x( T ) poprzez stopniową ekstrapolację w czasie T.
, , gdzie jest okresem odpytywania czujnika.
Algorytm całkujący w przedstawionej postaci jest rzadko stosowany, a jego implementacja wymaga zapamiętania wszystkich wartości. W praktyce stosuje się wzór rekurencyjny:
2. Metoda trapezowa.
Metoda trapezowa jest dokładniejsza. Formuła powtarzalności: .
Błąd metody trapezowej jest mniejszy od błędu metody prostokątnej o kwotę:
.
Jak pokazują obliczenia, dyskretny błąd całkowania maleje o około 10% przy przejściu z metody prostokątnej na metodę trapezową przy N >10, gdy wielokrotności mają większy wpływ na wynik obliczeń, dlatego w praktyce w większości przypadków stosuje się metodę prostokątną, ponieważ jest ona prostsza i bardziej ekonomiczna.
Wartość średnią wyznacza się poprzez całkę: 
, Gdzie
Czas integracji.
Różniczkowanie dyskretnie mierzonych wielkości. Aby przeanalizować postęp proces technologiczny Bardzo ważne jest, aby określić nie tylko wartości liczbowe parametrów, ale także tendencja ich wykorzystania w danym momencie (parametr rośnie lub maleje). W takim przypadku konieczne jest określenie szybkości zmiany parametru, czyli przeprowadzenie różniczkowania.
Pochodną błędu należy również określić w przypadku implementacji regulatora, na przykład z łączami PD lub PID.
Najprostszy algorytm różniczkowania dyskretnego opiera się na wykorzystaniu funkcji: 
, gdzie T 0 jest okresem odpytywania czujnika.
3. Algorytmy przewidywania wartości wielkości i wskaźników
Aby obliczyć przewidywane wartości, należy zbudować model matematyczny szeregu czasowego. W praktyce prognozowania krótkoterminowego najczęściej stosuje się model autoregresyjny i model wielomianowy.
Model autoregresyjny ma postać: 
, gdzie a to współczynniki, p to rząd. Przewidywane wartości obliczane są za pomocą wzoru: 
, gdzie są zmierzonymi lub przewidywanymi wartościami szeregu czasowego w punktach czasu t =(n - k + l) Do.
Algorytm ten jest łatwy do wdrożenia, ale jego wadą jest niska dokładność, ponieważ wyniki a(k) nie są udoskonalane na podstawie wyników prognozy. Metoda modelu wielomianowego nie ma tej wady: , gdzie N - numer bieżącego kroku, l - liczba kroków prognozy.
Estymacja parametrów tego modelu A jest aktualizowany po nadejściu każdej nowej wartości szeregu czasowego. Do tych celów wykorzystuje się średnie wykładnicze różnych rzędów.
1. rząd: Z 1 (j )=γ y (j )+(1-γ) Z 1 (j -1)
2 rzędy: Z 2 (j)=γ Z 1 (j)+(1-γ) Z 2 (j -2)
… …
rząd r: Z N (j )=γ Z r -1 (j )+(1-γ) Z r (j -1), gdzie jest parametrem ustawienia prognozowania.
Wybór tego parametru opiera się na następujących właściwościach: jeśli pożądane jest, aby prognoza była oparta najnowsze wartości szereg czasowy, to powinieneś wybrać wartość bliską 1. Jeśli musisz uwzględnić poprzednie wartości szeregu czasowego, to musisz go zmniejszyć.
Współczynniki oblicza się ze wzoru dla modelu I rzędu:
Współczynniki oblicza się korzystając ze wzoru dla modelu II rzędu:
Współczynniki w prawie wielomianowym są obliczane za pomocą modeli pierwszego i drugiego rzędu; Modele wyższego rzędu są rzadko używane, ponieważ jakość prognozy nieznacznie wzrasta.
Wyznaczanie wskaźników statystycznych wielkości mierzonych
Znajomość charakterystyk statystycznych jest niezbędna do oceny jakości wytwarzanych produktów i określenia momentu zakłócenia procesu. W takim przypadku zmieniają się wartości charakterystyk statystycznych mierzonych wielkości. Cecha definicji fuj [cechą charakterystyczną jest użycie formuł powtarzających się.
Oczekiwanie matematyczne (1 – wzór jednorazowy, 2 – wzór powtarzalny)
Wariancja (1 – formuła jednorazowa, 2 – formuła powtarzalna)
4. Algorytmy sterowania
Pojęcie kontroli jest pojęciem szerszym i obejmuje pomiar wielkości i wskaźników oraz porównanie ich z dopuszczalnymi granicami.
Rozważmy ogólne i szczegółowe sformułowania problemu wyznaczania wielkości i wskaźników.
Ustawienie ogólne:
Określony jest zestaw wartości i wskaźników, które należy określić w obiekcie kontrolnym. Wskazano wymaganą dokładność ich oceny. Istnieje zestaw czujników, które są instalowane lub mogą być instalowane na zautomatyzowanym obiekcie. Dla każdego pojedynczego wskaźnika należy znaleźć grupę czujników, ich częstotliwość próbkowania oraz algorytmy przetwarzania odbieranych z nich sygnałów. Dzięki temu wartość tej wielkości zostałaby określona z wymaganą dokładnością.
O dokładności oszacowania wymaganej wartości decyduje dokładność działania obwodów pomiarowych (czujnik, przetwornik), częstotliwość ich odpytywania oraz dokładność obliczeniowego przetwarzania sygnałów pomiarowych na żądaną wartość.
Produkcje prywatne:
1. Bezpośrednie określenie aktualnej wartości wielkości poprzez pomiar jej za pomocą automatycznego urządzenia lub czujnika.
- gdy wymagana dokładność pomiaru jest znacznie mniejsza niż dokładność czujnika z przetwornika;
- gdy wymagana dokładność pomiaru jest większa niż dokładność czujnika lub przetwornika.
Drugi przypadek jest bardziej ogólny. Do sterowania konieczne jest znalezienie algorytmów konwersji sygnału czujnika, które zwiększyłyby dokładność do wymaganej wartości. W tym celu należy przeanalizować istniejący błąd i zidentyfikować jego poszczególne składowe, a następnie skompensować je za pomocą specjalnych algorytmów.
W zależności od przyczyny błędów stosuje się: algorytmy redukujące błąd:
Kalibracja analityczna czujników.
Jeżeli błąd jest spowodowany nieliniowością charakterystyki statycznej czujnika.
Filtrowanie sygnału przed zakłóceniami.
Jeśli w obiekcie lub czujniku znajduje się źródło znacznych zakłóceń, które zakłócają pożądany sygnał.
Ekstrapolacja i interpolacja
Jeżeli istotny błąd w oszacowaniu wartości wynika z dużej wartości okresu objętego badaniem.
Dynamiczna korekcja błędów czujnika
Jeżeli czujnik jest ogniwem inercyjnym i mierzona wartość zmienia się w czasie ze znaczną prędkością.
2. Wyznaczanie wartości wielkości obliczonej na podstawie sygnałów mierzonych przez czujnik.
Np. oszacowanie wartości całkowitej, wartości średniej, prędkości itp. W takim przypadku konieczne jest dobranie racjonalnych algorytmów przetwarzania mierzonego sygnału.
Ponadto nie jest tu wykluczone zastosowanie algorytmów AGD, filtrowania itp.
Zadanie to jest najtrudniejsze w przypadkach, gdy nie jest znany charakter zależności pomiędzy mierzonymi sygnałami a żądaną wielkością (pomiar pośredni). W takim przypadku konieczna jest analiza równań bilansu materiałowego i cieplnego, które pozwalają zidentyfikować tę zależność lub zastosowanie analizy regresji.
Wyznaczanie okresu odpytywania dla czujników wartości mierzonych
Okres badania znacząco wpływa na trafność kontroli. Rozważmy metodę wyznaczania okresu badania w oparciu o wyznaczenie funkcji autokorelacji.
Niech zostanie podany pierwiastek błędu średniokwadratowego. Określenie ilości x(t ). Musimy znaleźć odstęp czasu T0 pomiędzy pomiarami, w których błąd w ustaleniu wartości nie przekroczyłby określonej wartości. Technika opiera się na zależności błędu i funkcji autokorelacji:
gdzie jest funkcją autokorelacji.
,
gdzie n - wielkość próby, z której wyznaczana jest funkcja autokorelacji.
Istota tej techniki jest następująca:
1. Dane zbierane są z dowolnym okresem odpytywania T0 (jak najmniej). Liczba punktów wyborczych: 30-50. Uzyskane dane wprowadza się do tabeli:
|
Czas |
Oznaczający |
Odchylenie w czasie |
||||||
|
T0 |
2 T 0 |
3 T 0 |
||||||
|
x 0 |
||||||||
|
T0 |
||||||||
|
2 T 0 |
||||||||
|
3 T 0 |
||||||||
|
n T 0 |
||||||||
|
Wartość błędu |
||||||||
;
, 
, Gdzie I – numer wiersza tabeli, k – numer kolumny.
.
2. Wykreślany jest wykres błędu w funkcji okresu odpytywania.
3. Według wartości wartość jest określana na podstawie wykresu .
Wartość okresów odpytywania dla czujników stosowanych w praktyce.
· Zużycie: 0,1 – 2s.
· Poziom: ≈5s.
· Ciśnienie: 0,5 – 10 s.
· Temperatura: 5 – 30C.
· Stężenie: ≈20s.
Rodzaje kontroli
Ogólną funkcją automatyki jest rejestracja postępu procesu technologicznego w czasie i ciągłe (okresowe) porównywanie parametrów procesu z zadanymi.
Wyróżnia się następujące rodzaje kontroli:
1. Sterowanie procesami technologicznymi w trybie normalnym.
2.
3.
4.
5. Kontrola włączania/ wyłączenie sprzętu.
6. Monitorowanie wydajności sprzętu.
7.
Główną operacją kontrolną jest kontrola każdego kontrolowanego parametruX(ja) w danym momencieTnależy sprawdzić spełnienie warunku:
, Gdzie
- liczba parametrów,ja– dolna dopuszczalna granica zmianI-ty parametr,M ja– górna dopuszczalna granica.
Wszystkie kontrolowane parametry można podzielić na trzy grupy:
1. Parametry wymagające ciągłego monitorowania.
2. Parametry wymagające okresowego monitorowania.
3. Bezpłatne wskaźniki procesu.
Ze względu na dyskretny charakter procesu pomiarowego w układach automatycznych ciągłe monitorowanie jest niemożliwe, gdyż pojawia się pytanie o etap pobierania próbek (okres pobierania próbek).
Ten krok należy wybrać z warunku:
.
Aby zmaksymalizować zmianę parametru w pewnym okresie czasuT 0 nie przekroczył określonej wartości dodatniej . Biorąc to pod uwagę, warunki kontroli ciągłej sprowadzają się do sprawdzenia nierówności: .
Do parametrów wymagających okresowego monitorowania zalicza się te parametry, dla których w pewnym momencie dopuszczalne jest przekroczenie ustalonych limitów. Dla takich parametrów na ;
- rozpoczęcie liczenia czasu.
Swobodne wskaźniki procesu to niektóre funkcje parametrów, które należy monitorować:
,
. Zazwyczaj w praktyce wskaźniki bezpłatne wymagają okresowego monitorowania.
Sterowanie procesem technologicznym w trybie normalnym.
W zależności od tego, do której grupy należy dany parametr technologiczny, prowadzony jest odpowiedni monitoring (ciągły lub okresowy).
W przypadku przekroczenia ustalonych limitów, ze znakiem „-” zapisywany jest czas, numer parametru lub współczynnika, którego limit został naruszony, oraz wielkość odchylenia od limitu. Dodatkowo operator prowadzący proces musi mieć możliwość kontrolowania bieżącej wartości dowolnego parametru technologicznego. Ten rodzaj kontroli nazywany jest kontrolą na żądanie. Zatem kontrola technologii w trybie normalnym sprowadza się do ustalenia wartości wielkości i porównania ich wartości z wcześniej ustalonymi wartościami (ograniczeniami).
Kontrola jakości produkowanych wyrobów.
Ten rodzaj kontroli przeprowadza się tymi samymi metodami, jednak w większości przypadków wskaźniki jakości wymagają okresowego monitorowania.
Kontrola procesu po osiągnięciu poziomu mocy znamionowej.
Głównym celem jest zapewnienie bezpieczeństwa, dlatego wartości graniczne mogą różnić się od wartości granicznych w normalnej pracy. W tym celu stosuje się specjalny podprogram.
Monitorowanie przydatności sprzętu.
W przypadku awarii ich sprzętu zapewnione jest ręczne lub automatyczne włączenie sprzętu zapasowego.
Sterowanie włączaniem/wyłączaniem sprzętu odbywa się za pomocą dyskretnych sygnałów charakteryzujących aktualny stan urządzenia. Przykładowo, gdy zbiornik jest pełny, wyłącza się i łączy puste zbiorniki.
Monitorowanie wydajności sprzętu przeprowadzane w oparciu o wskaźniki techniczne i ekonomiczne.
Kontrola nad procesem w trybach awaryjnych.
Zapewniony jest automatyczny alarm, ochrona i blokowanie. Można rozpoznać sytuacje awaryjne i automatycznie wyjść z takich sytuacji.
AstroSoft posiada wieloletnie doświadczenie w tworzeniu algorytmów dla oprogramowania w różnych obszarach zastosowań. Bazując na zaawansowanych osiągnięciach algorytmów oraz kompetencjach naszych pracowników z zakresu matematyki i fizyki, oferujemy najskuteczniejsze rozwiązania skomplikowanych problemy matematyczne dla biznesu i nauki.
Główne kierunki:
- Cyfrowe przetwarzanie sygnału i obrazu
- Modelowanie symulacyjne
- Optymalizacja matematyczna
- Przetwarzanie danych statystycznych
- Nauczanie maszynowe
Podejmujemy się rozwiązywania złożonych problemów matematycznych stosowanych w Twojej organizacji. Nasz zespół składa się z wysoko wykwalifikowanych matematyków i programistów, z czego 15 to kandydaci nauk ścisłych.
Dzięki nam możesz skoncentrować się na kluczowych zadaniach, zmniejszyć ryzyko i skrócić czas rozwoju.
Oferujemy usługi w zakresie opracowywania rozwiązań z zakresu Cyfrowe przetwarzanie sygnału (DSP) lub cyfrowe przetwarzanie sygnału.
Nasze rozwiązania służą do filtrowania, poprawy stosunku sygnału do szumu, tłumienia zakłóceń, separacji sygnału od zakłóceń i szumu oraz analizy korelacji.
Udoskonalamy metody, tworzymy i udoskonalamy algorytmy mające zastosowanie w systemach łączności, akustyce, transmisji danych, automatyce, systemach radarowych w takich dziedzinach jak telekomunikacja, awionika, przemysł stoczniowy i inżynieria mechaniczna, elektronika, przemysł itp.
: tworzenie oprogramowania do przetwarzania i kodowania sygnałów głosowych dla sieci komórkowych.
Mamy również kompetencje komputerowe przetwarzanie obrazu (przetwarzanie obrazu). Uczestniczymy w projektach wdrażania wizji maszynowej w przemysłowych systemach Internetu Rzeczy przy ul przedsiębiorstw produkcyjnych, a także opracowywać kompleksy algorytmiczne do przetwarzania i rozpoznawania obrazu dla systemów monitoringu wizyjnego różnych obiektów.
Przykład pomyślnie zakończonego projektu: rozwiązanie umożliwiające systemowi nadzoru wideo ciągłe śledzenie poruszających się obiektów w wielu obszarach widzenia kamer:
- integracja wielu kamer HD,
- płynne połączenie w panoramę,
- opóźnienie mniejsze niż cztery klatki,
- precyzyjna synchronizacja kamery,
- łączenie obrazów z sąsiednich kamer z dokładnością do pikseli,
- korekcja zniekształceń geometrycznych i kolorystycznych.
Symulację stosujemy wtedy, gdy przeprowadzenie eksperymentów na rzeczywistym systemie jest niemożliwe lub niepraktyczne ze względu na wysokie koszty, pracochłonność i długi czas oczekiwania na wyniki.
Na podstawie specyfikacji klienta opracowujemy modele różnych obiektów i procesów, które umożliwiają:
- analizować zachowanie obiektu w czasie,
- przeprowadzić wczesne prototypowanie opracowania w celu jego debugowania na modelu,
- sprawdzić scenariusze, które mogą być niebezpieczne dla drogiego sprzętu,
- ograniczyć wykorzystanie zasobów sprzętowych,
- zmniejszyć poziom niepewności i ryzyka.
Opracowujemy modele matematyczne poszukiwań optymalne rozwiązania zgodnie z określonymi ograniczeniami.
Dzięki naszej wiedzy specjalistycznej w zakresie optymalizacji matematycznej i programowania liniowego możemy pomóc Ci zaprojektować, przetestować i wybrać solidne i wydajne silniki optymalizacyjne.
Przykład pomyślnie zakończonego projektu: model optymalizacji pracy handlowców grupy kapitałowej.
Tworzymy algorytmy i modele matematyczne, które pozwalają nam analizować duże wolumeny danych – oceniać ukryte w danych parametry, ich wiarygodność i dokonywać prognoz.
Nasze rozwiązania oparte na analizie spektralnej i stochastycznej znajdują zastosowanie w przemyśle, awionice, radarach, geofizyce, medycynie i ekonomii.
Przykłady pomyślnie zrealizowanych projektów: algorytmy analizy spektralnej składu surowców do procesu technologicznego w cementowni, śledzenie trajektorii statków powietrznych.
Wykorzystując algorytmy uczenia maszynowego rozwiązujemy problemy klasyfikacji, rozpoznawania obrazu i mowy oraz predykcji. Oparty na sztucznym sieci neuronowe Tworzymy rozwiązania do zwalczania bezzałogowych statków powietrznych.
Przykład pomyślnie zakończonego projektu: opracowanie kompleksu sprzętu i oprogramowania do wykrywania, klasyfikacji i śledzenia UAV.
24.09.2018
Problemy z wykresami nie mają przedawnienia. Teorię grafów wykorzystuje się w sieciach komputerowych, systemach informacji geograficznej, przy kierowaniu sygnałów w sieciach cyfrowych itp. Nawet Media społecznościowe jest ucieleśnieniem wykresów, gdzie każdy użytkownik (lub jego strona) jest wierzchołkiem wykresu, a subskrybenci i znajomi są jego krawędziami. Dlatego zainteresowaliśmy się artykułem o rozwiązaniu jednego z problemów z zakresu grafów, którego tłumaczenie Państwu oferujemy.
grecki - architektura, budownictwo) - sztuka projektowania i budowania obiektów tworzących przestrzenne środowisko życia. Architektura jest częścią Kultura materialna towarzystwa (budynki mieszkalne, budynki użyteczności publicznej, administracyjne i inne).
Jednocześnie architektura jest jednym z rodzajów sztuki, który pozwala wznosić piękne, wygodne budynki, spełniające określone cele. Architektura jako forma sztuki zaliczana jest do sfery kultury duchowej. Estetycznie kształtuje otoczenie człowieka, wyraża w nim idee społeczne obrazy artystyczne.
Doskonała definicja
Niekompletna definicja ↓
ARCHITEKTURA
Lub architektura - budynki, inne konstrukcje lub ich zespoły tworzące materialne, artystyczne, zorganizowane środowisko życia ludzkiego. Jako część materialnych środków ludzkiej egzystencji i jako część środków produkcji (architektura przemysłowa) należy do sfery kultury materialnej, natomiast jako ważny rodzaj sztuk plastycznych – do sfery duchowej kultury artystycznej. Architektura, kształtując estetycznie środowisko życia społeczeństwa, wyraża specyfikę formy artystyczne dominujące idee swojej epoki, idee i aspiracje ich społeczeństwa. W architekturze zasady funkcjonalno-techniczne i duchowo-estetyczne są ze sobą powiązane: opiera się na trójcy użyteczności, siły i piękna. W tym charakterze służy jako podstawa do łączenia rzeźby, malarstwa i innych form przestrzennych i czasowych kreatywność artystyczna. Nie bez powodu architekturę nazywa się „matką wszystkich sztuk”. Architektura, dzięki swojej otwartości na masy, a także stabilności i sile swoich tworów, bardziej niż inne sztuki, jest w stanie przekazać społecznie organizujący aspekt swojego współczesnego ideału, ducha porządku i rozsądnej regularności. Architektura opiera się na symbolicznym rozumieniu przestrzeni, dlatego do niej nawiązuje znaczenie symboliczne budynków, ustanawiając korespondencję pomiędzy różnymi płaszczyznami istnienia i formami budowli. Ustalono proporcje wielu budynków z przeszłości znaczenie symboliczne formy Na przykład w starożytnych świątyniach greckich i rzymskich, aby podkreślić ideę duchowego wzniesienia, ustalono bezpośrednią korelację pomiędzy proporcjami architektonicznymi a modelami kosmicznymi. Idea stopniowego wznoszenia się jest najspójniej wyrażona w kompozycji babilońskich zigguratów. Przestrzeń architektoniczną meczetu tworzy równowaga jakości, sił i energii, odpowiadająca ruchowi świateł na niebie, przemianie światła i ciemności. Nie ulega wątpliwości, że złożona symbolika geometryczna świątyni opiera się na zasadzie drzewa lub góry, w której obecna jest symbolika kosmiczna i technologiczna. Świątynia pełni rolę ziemskiej projekcji modeli kosmicznych: kilka niebios wspartych na podporach (pylonach, kolumnach) łączy ziemię z „wodami pierwotnymi”. Co więcej, wszystkie okrągłe kształty wyrażają ideę nieba, kwadrat reprezentuje ziemię, a trójkąt symbolizuje interakcję między niebem a ziemią. Świątynia jest modelem zorganizowanego kosmosu, przejawem jedności w wielości, dlatego szeroko stosowana jest w niej symbolika liczb: 7 w piramidach, 3 w kościoły chrześcijańskie i 8, które są ogniwem łączącym pomiędzy 4 (kwadrat) i 2 (okrąg), znajdują się w wieżach. Świątynia opiera się także na symbolice mandali - kwadraturze koła - kwadratu i okręgu połączonego ośmiokątem, na którym spoczywa ciężar świątyni. Na rozwój starożytnej architektury rosyjskiej wpłynął m.in Sztuka bizantyjska, pierwotnie interpretowany przez starożytnych rosyjskich architektów. W XII–XIII w. Lokalne szkoły architektoniczne powstały w Nowogrodzie, Pskowie, Włodzimierzu i innych miastach. Od XIV wieku czołowe miejsce Przejęła ją szkoła moskiewska i stopniowo wykształcił się jednolity styl dawnej architektury rosyjskiej, który wyróżniał się wyraźną identyfikacją projektów budynków, majestatycznymi proporcjami oraz ścisłą równowagą przestrzeni i masy. Kościoły z kopułami krzyżowymi stały się powszechne, a w XVI wieku. pojawił się osobliwy typ namiotowe wieże świątynne. Jednocześnie elementy architektoniczne świątyni mają swoją własną interpretację symboliczną. Na przykład troje drzwi świątyni reprezentuje wiarę, nadzieję i miłosierdzie. Mury kościoła chronią ludzkość zbawioną od grzechu, przypory podpory oznaczają duchowe podniesienie i siłę moralną, dach symbolizuje miłosierdzie, kolumny - dogmaty wiary, sklepienia - drogę zbawienia, a iglica - palec Boży wskazujący ostateczność cel ludzkości. źródło: Apollo. Sztuka piękna i zdobnicza. Architektura: Słownik terminologiczny. M., 1997; Encyklopedia symboli, znaków, emblematów. M., 1997; Czerniawskaja T. N. Kultura artystyczna ZSRR: Słownik językowy i regionalistyczny. M., 1984.
Słownik terminów architektonicznych od A do Z, pojęcie „Architektura”.
Architektura (od łacińskiego Architectura – główny budowniczy) to sztuka projektowania i wznoszenia budynków, budowli i całych zespołów. Architektura ma na celu stworzenie wygodnego i zorganizowanego wnętrza punkt materialny wizja środowiska potrzebnego ludziom do życia i prowadzenia głównych zajęć. Obiekty architektoniczne opracowywane są z uwzględnieniem współczesnych możliwości technicznych, a także estetycznego światopoglądu danej epoki.
Etymologia
Termin „architektura” ma pochodzenie łacińskie, ale charakteryzuje się greckimi korzeniami. Z greckiego punktu widzenia słowo to można przetłumaczyć jako „wyższa stolarka” lub „sztuka budownictwa”. Zwracam na to uwagę z dawnych czasów Starożytny Rzym słowo „architektura” oznaczało szeroki obszar specjalizacji, m.in. wojsko, hydrotechnikę, inżynierię morską itp. Na dzień dzisiejszy architektura to obecnie jedynie sztuka wznoszenia budynków funkcjonalnych dla ludzi, zwierząt i przedmiotów. W języku rosyjskim słowo „architektura” od czasów starożytnych zostało zastąpione słowem „architektura”, które ma starosłowiańskie korzenie (zd - materia, glina).
Znaczenie obiektów architektonicznych
Termin „architektura” często oznacza wygląd budynków lub zbiorową koncepcję budynku lub konstrukcji jako całości. Dzieła architektury można postrzegać nie tylko z funkcjonalnego punktu widzenia, ale także politycznego i politycznego symbole kulturowe, a także dzieła sztuki. Zdecydowana większość cywilizacje historyczne mają własne osiągnięcia architektoniczne. To architektura pozwala społeczeństwu wykonywać swoje życiowe funkcje i za jego pomocą kierować głównymi Procesy życiowe w dobrym kierunku. Dlatego obiekty architektoniczne zawsze porównuje się z potrzebami i możliwościami człowieka.
Urbanistyka
Przedmiotem architektury jest praca z przydzieloną przestrzenią, której celem jest uporządkowanie danego zaludnionego obszaru. W rezultacie odrębny kierunek, zwany „urbanistyką”, stał się logiczną kontynuacją specjalizacji architektonicznej. Kierunek ten obejmuje cały zespół problemów konstrukcyjnych, technicznych, społecznych, ekonomicznych, artystycznych i architektonicznych, zajmując się ich kompleksowym rozwiązaniem. Dlatego urbanistyka jest ściśle powiązana z architekturą i odwrotnie. Nie da się poprawnie ocenić tego czy tamtego strukturę architektoniczną, bez oceny tego z urbanistycznego punktu widzenia. Wszyscy współcześni urbaniści posiadają wyższe wykształcenie architektoniczne.
Dziedziny architektury
1. Projekt architektoniczny to główna sekcja architektoniczna związana z opracowaniem projektów i późniejszą budową budynków. W działania projektowe obejmuje twórczy proces twórczy, koordynację dokumentacja projektu do przebudowy lub budowy, a także nadzór nad trwającą budową.
2. Urbanistyka - dział, który dzieli się na projektowanie wolumetryczne (projekty budowlane) i bezpośrednie planowanie urbanistyczne (projektowanie obszarów lub wielofunkcyjne kompleksy). W drugim przypadku bierze się pod uwagę przyszły rozwój środowiska miejskiego, w tym jego problemy środowiskowe, sanitarne i ekonomiczne.
3. Urbanistyka to dział podobny do urbanistyki, który uwzględnia moment powstania miasta, na którym opiera się nowoczesne zasady rozwój miast. Blisko powiązane z ogólna teoria systemy i socjologia.
4. Architektura krajobrazu to dział obejmujący organizację parków, ogrodów i innych środowisk. Głównym materiałem konstrukcyjnym w tym przypadku będzie naturalna roślinność i sam krajobraz.
5. Projektowanie wnętrz jest dziedziną architektury wchodzącą w zakres kompetencji zarówno architektów, jak i projektantów. Celem działalności projektowej jest stworzenie ergonomicznej, funkcjonalnej i estetycznej przestrzeni wewnętrznej, wykorzystując do tego środki architektoniczne i artystyczne.
6. Małe formy architektoniczne – dział obejmujący wszystkie obiekty użytkowe, dekoracyjne i pamiątkowe urbanistyki oraz obiekty pełniące funkcję nośników informacji.
7. Architektura papierowa to teoretyczny dział architektury polegający na projektowaniu określonych form, jednak bez uwzględnienia ich późniejszej materializacji.
Słownik terminów architektonicznych od A do Z:
-
Jaki jest gwiezdny miesiąc Księżyca, jego wpływ na ogród.
-
Lista terminów architektonicznych rozpoczynających się na literę T i ich opis.
-
Definicje pojęć architektonicznych od F do Z.
-
Opis terminów architektonicznych od D do I.
-
Wszystko terminy architektoniczne zaczynając od litery A.
Architektura – Jest to działanie mające na celu stworzenie artystycznie znaczącego środowiska przestrzennego dla procesów życiowych społeczeństwa w określonych warunkach naturalnych, organicznie łącząc racjonalizm metody naukowo-technicznej ze swobodą i twórczą inspiracją metody artystycznej.
Pojęcie architektury obejmuje działalność i jej rezultat, projekt architektoniczny i sam budynek. Jednocześnie dla architekta architektura jest przede wszystkim działalność, oznaczenie procesu tworzenia obiekt architektoniczny.
przestrzeń architektoniczna– to prawdziwa trójwymiarowa przestrzeń naszej planety, w której mieści się człowiek. To ostatnie pozwala nam uważać go za czterowymiarowy. Przestrzeń architektoniczna jest przedmiotem architektury i jej kategoria centralna.
Więc, przedmiot architektury – betonowa przestrzeń historyczna. Przestrzeń architektoniczna, jak ją rozumiemy, to połączenie przestrzeni wewnętrznej, zamykającej i zewnętrznej.
Przestrzeń wewnętrzna– byt funkcjonalno-typologiczny architektury, dusza obiektu architektonicznego. Przestrzeń wewnętrzna nasycona jest energią życiową obiektu, zapewniając warunki do jego normalnego funkcjonowania.
Zamykanie przestrzeni– materiałowo-konstrukcyjne. Ten ciało fizyczne obiekt architektoniczny. Otaczającą przestrzeń tworzy „gęsta” przestrzeń konstrukcji, materiałów budowlanych i sprzętu inżynieryjnego. „Materiałowa skorupa” otaczającej przestrzeni zapewnia normalne funkcjonowanie ludzi w budynkach.
Przestrzeń zewnętrzna– naturalny, urbanistyczny – jest przesłanką i warunkiem istnienia obiektu architektonicznego jako jedności przestrzeni wewnętrznych i otaczających. Kształtuje ducha obiektu architektonicznego. Przestrzeń zewnętrzna to pole informacyjno-energetyczne istniejące w historycznej nieskończoności, „karmiące” akt narodzin obiektu architektonicznego.
Widoczna forma, jak mówią filozofowie, „pojawienie się”, pozór może tylko powstać jak granica pomiędzy dwiema z wymienionych przestrzeni: zewnętrzną i zamykającą (forma zewnętrzna), zamykającą i wewnętrzną (forma wewnętrzna). W każdym budynku zewnętrzną formą widoczną jest jego elewacja, wewnętrzną formą zewnętrzną jest wnętrze lokalu.
Nieruchomości przestrzeni architektonicznej, które są uwzględniane w projektowaniu architektonicznym:
– geometryczność– wielkość i kształt przestrzeni są niezbędne do działalności człowieka, rozmieszczenia sprzętu i przemieszczania się ludzi;
- klimatyzacja(mikroklimat) - objętość powietrza do oddychania o optymalnych parametrach temperatury, wilgotności i szybkości jego ruchu, odpowiadająca normalnej wymianie ciepła i wilgoci organizmu ludzkiego dla tej czynności, stopień czystości powietrza;
– tryb dźwiękowy– warunki słyszalności w pomieszczeniu i ochrona przed uciążliwymi dźwiękami;
– tryb jasny– warunki pracy narządów wzroku, określone stopniem oświetlenia pomieszczenia, charakterystyką kolorystyczną;
– widoczność i percepcja wzrokowa – warunki pracy ludzi związane z koniecznością oglądania różnych obiektów znajdujących się w pomieszczeniu.
Jakość przestrzeń architektoniczna zależy od połączenia tych właściwości.
Funkcja – jest to koncepcja, abstrakcja teoretyczna, oznaczająca praktyczne przeznaczenie obiektu architektonicznego. W tłumaczeniu z łaciny oznacza „wykonanie, wdrożenie”. Funkcją obiektu jest przestrzenne ucieleśnienie działania i działanie zawarte w przestrzeni obiektu architektonicznego. Funkcja nie jest przestrzenią ani działaniem. Funkcja jest jedność przestrzeń i aktywność.
W projektowaniu architektonicznym funkcja wyraża się w kilku formach:
– pełnić funkcję cel stworzenie obiektu architektonicznego;
– pełnić funkcję proces, ruch, zmiana;
– funkcja wyrażona celowość.
Funkcja jest wyrażona w schematy funkcjonalne, materializuje się w planach budynków, gdyż wszystkie procesy życiowe w architekturze odbywają się na płaszczyźnie poziomej.
Każdy obiekt architektoniczny i wszystkie jego elementy spełniają swoją specyficzną funkcję. Dlatego możemy rozróżnić główne, główne, pomocnicze i dodatkowe funkcje. Wartość funkcji zależy od miejsca elementu w systemie projektowania obiektu.
Obiekty architektoniczne brane są pod uwagę budynki, konstrukcje i konstrukcje.
Struktura, czyli struktura obiektu architektonicznego, stanowi jego formę wewnętrzną. W przeciwieństwie do formy zewnętrznej, forma wewnętrzna jest niewidoczna, a raczej bardzo trudno ją dostrzec. Postrzeganie formy wewnętrznej przechodzi w czasie przez wszystkie zmysły. Strukturę obiektu architektonicznego można zrozumieć i ocenić spacerując po całym budynku, obchodząc go z zewnątrz lub analizując rysunki. Odzwierciedla strukturę obiektu architektonicznego poziom profesjonalny postrzeganie i ocenę budynków opisano za pomocą rysunków - planów, przekrojów, fasad (ryc. 1).
Ryż. 1 Konstrukcja obiektu architektonicznego
Wzorce kształtowania konstrukcji budynku są badane w podstawach kompozycji, a umiejętności modelowania kompozycyjnego są utrwalane w edukacyjnym projektowaniu architektonicznym.
Wewnętrzna forma lub struktura reprezentuje związek organiczny w jedną całość – obiekt architektoniczny – przestrzeni wewnętrznej, zamykającej i zewnętrznej.
Przestrzeń wewnętrzna obiektu architektonicznego jest jego duszą, kształtowana jest przez funkcję i oceniana po korzyściach.
Otaczająca przestrzeń obiektu architektonicznego – jego fizyczne ciało – jest uformowana przez konstrukcję i oceniana na podstawie jej wytrzymałości.
Przestrzeń zewnętrzna obiektu architektonicznego determinuje jego ducha, kształtuje kontekst i ocenia piękno.
Pod tym względem strukturę obiektu architektonicznego w procesie projektowania tworzą trzy grupy czynników: społeczno-funkcjonalny, inżynieryjno-konstrukcyjny i architektoniczno-artystyczny.
Do grupy czynniki społeczno-funkcjonalne obejmuje cechy społeczno-demograficzne i narodowo-etnograficzne konsumenta, aktywność życiową i zachowania konsumenta, technologię usług lub produkcji.
Grupa czynniki inżynieryjne i projektowe kształtować układy konstrukcyjne i metody wznoszenia budynków, Materiały budowlane i sprzęt inżynieryjny.
Grupa czynniki architektoniczne i artystyczne składają się z warunków przyrodniczo-klimatycznych, urbanistycznych, społeczno-kulturowych i społeczno-ekonomicznych. Warunki społeczno-kulturowe obejmują doświadczenie; wartości; tradycje; oceny zgromadzone przez społeczeństwo i narody w toku ich historycznego rozwoju.
Każda grupa czynników odgrywa dominującą rolę w określonym typie przestrzeni. Zatem dla przestrzeni wewnętrznej najważniejsze są czynniki społeczno-funkcjonalne, czynniki inżynieryjne i strukturalne determinują projekt otaczającej przestrzeni, a czynniki architektoniczne i artystyczne są ważniejsze dla przestrzeni zewnętrznej.
Architekt, mający pewne metody kształtowania, czyli sposób przetworzenia istniejących warunków i przekształcenia ich w projekt budowlany, realizuje proces projektowania architektonicznego. Efektem tego procesu jest stworzenie idealny model budynek - projekt, a następnie jego budowę.
Pytania:
1. Zdefiniuj pojęcie „architektura”.
2. Co obejmuje pojęcie architektury?
3. Jakie są dwa cele architektury?
4. Jakie są właściwości przestrzeni architektonicznej?
5. W jakich formach wyraża się funkcja projektowania architektonicznego?
