- •Содержание
- •Предисловие
- •1.1. Термины и понятия
- •1.2. Принципиальная схема автоматического управления
- •1.3. Принципы управления
- •1.4. Задачи теории автоматического управления
- •Литература
- •2.1. Дифференциальное и операторное уравнения, передаточная функция и характеристическое уравнение разомкнутой системы
- •2.2. Частотные характеристики
- •2.3. Математические модели входных воздействий
- •2.4. Переходная функция
- •Литература
- •3.1 Усилительное звено
- •3.2. Запаздывающее звено
- •3.3. Инерционное звено
- •Построение выполняется по формуле
- •Вначале находим координаты пересечения:
- •Построение выполняется по формуле
- •3.4. Интегрирующее звено
- •3.5. Дифференцирующее звено
- •Комплексная частотная характеристика
- •Логарифмическая амплитудная частотная характеристика
- •3.6. Колебательное звено
- •В случае ξ 0,3 нужно пользоваться точной лачх из-за возрастания амплитуды в окрестности резонансной частоты.
- •3.7. Апериодическое звено второго порядка
- •3.8. Классификация типовых звеньев
- •Литература
- •4.1. Построение и анализ структурных схем
- •4.2. Передаточные функции систем
- •4.2.1. Последовательное соединение звеньев
- •4.2.2. Параллельное соединение звеньев
- •4.2.3. Система с обратной связью
- •4.2.4. Передаточная функция разомкнутой системы
- •4.2.5. Передаточная функция замкнутой системы
- •4.2.6. Передаточная функция по ошибке
- •4.2.7. Передаточная функция по возмущению
- •4.2.8. Передаточные функции системы с перекрестными связями
- •4.3. Статические и астатические системы
- •4.4. Перестановка структурных элементов
- •4.4.1. Перестановка узлов и сумматоров
- •4.4.1.1. Перенос узла через узел
- •4.4.1.2. Перенос сумматора через сумматор
- •4.4.1.3. Перенос сумматора через узел по направлению передачи сигнала
- •4.4.1.4. Перенос сумматора через узел против направления передачи сигнала
- •4.4.2. Перенос узла или сумматора через звено
- •4.4.2.1. Перенос узла с выхода звена на вход
- •4.4.2.2. Перенос узла с входа звена на выход
- •4.4.2.3. Перенос сумматора с выхода звена на вход
- •4.4.2.4. Перенос сумматора с входа звена на выход
- •5.1. Понятие об устойчивости
- •Записываем операторное уравнение
- •5.2. Критерий Гурвица Для характеристического уравнения
- •5.3. Критерий Михайлова
- •Находим передаточную функцию замкнутой системы
- •5.4. Критерий Найквиста
- •Литература
- •6.1. Прямые показатели качества
- •6.2. Косвенные показатели качества
- •6.4. Апериодический процесс с колебательной составляющей
- •Интегральные оценки качества Первая интегральная оценка:
- •6.3. Чувствительность к изменению параметров
- •Литература
- •7.1. Понятие синтеза системы
- •7.2. Коррекция систем
- •7.2.1. Последовательная коррекция
- •7.2.2. Параллельная коррекция
- •7.2.3. Коррекция по возмущению
- •7.2.4. Коррекция времени регулирования
- •Корректирующими звеньями
- •7.3. Синтез типовых регуляторов
- •Литература
- •Приложение
- •Разомкнутая система управления – система, выходная величина которой не влияет на ее вход.
- •Гильфанов Камиль Хабибович Подымов Владимир Николаевич
Литература
1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория автоматического регулирования. – СПб, «Профессия», 2004. – 752 с.
2. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие / А.С. Клюев и др. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 368 с.
3. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы (элементы теории, методы расчета и справочный материал). – М.: Машиностроение, 1977. – 464 с.
4. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 832 с.
Приложение
Таблица преобразования Лапласа для некоторых функций
№ |
Оригинал |
Изображение |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
12 |
|
|
13 |
|
|
14 |
|
|
15 |
|
|
16 |
|
|
17 |
|
|
Г Л О С С А Р И Й
Автомат – любое техническое устройство, которое может работать самостоятельно, без постоянного вмешательства человека.
Автоматическое управление – управление без непосредственного участия человека.
Автономная система регулирования - в которой выходные величины не влияют друг на друга.
Адаптация – самоприспособление.
Амплитудная частотная характеристика – модуль комплексной частотной характеристики.
Анализ – исследование путем расчленения целого на элементы и рассмотрения свойств элементов.
Априорный – известный предварительно.
Асимптота – прямая, к которой кривая неограниченно приближается.
Воздействие – целенаправленное изменение энергетических или материальных потоков.
Возмущения – нежелательные воздействия, оказывающие влияние на выходную величину системы.
Временная характеристика – кривая изменения выходной координаты во времени.
Входные величины – параметры поступающих в систему энергетических или материальных потоков.
Выходные величины – параметры покидающих систему энергетических или материальных потоков.
Гармонические колебания – колебания с постоянной амплитудой.
Годограф – кривая, которую прочерчивает на комплексной плоскости конец вектора.
Действительная частотная характеристика – действительная часть комплексной частотной характеристики.
Динамическая характеристика – зависимость выходной величины от входной и от времени.
Динамические характеристики – временная и частотные характеристики.
Динамический объект – такой, у которого воздействия и параметры зависят от времени.
Дискретный – состоящий из отдельных частей, раздельный, прерывистый.
Дифференциальное уравнение – содержащее неизвестную функцию и ее производные.
Задающее устройство – вырабатывает команды управляющему устройству.
Замкнутая система управления – система с обратной связью, в которой происходит измерение выходной переменной и сравнение ее с желаемым значением.
Звено – математическая модель элемента системы.
Идентичный – тождественный, полностью совпадающий.
Измерительное устройство – регистрирует сигнал, свидетельствующий об изменении параметра объекта управления, преобразует его и посылает в сумматор.
Изображение – функция комплексного переменного, результат преобразования по Лапласу функции от времени.
Импульсная переходная функция – аналитическое описание переходного процесса, возникающего при воздействии на вход системы единичного импульса.
Импульсная система управления – система дискретного действия.
Исполнительное устройство – устройство, осуществляющее непосредственное воздействие на объект управления с целью обеспечения заданного значения его выходной величины.
Качество переходного процесса – критерий, оцениваемый параметрами, которые показывают насколько плавно и быстро в системе устанавливается равновесное состояние после единичного ступенчатого воздействия.
Качество регулирования – совокупность параметров и показателей регулирования, характеризующих отклонение реального процесса от желаемого.
Квадрант – сектор, отсекаемый радиусами, образующими угол 90. В прямоугольной системе координат четыре квадранта.
Квантование – преобразование непрерывного сигнала в дискретный.
Комбинированная САУ – система, у которой канал обратной связи дополняется каналом компенсации помехи.
Компенсировать – возместить.
Комплексная частотная характеристика – передаточная функция с мнимым аргументом.
Коррекция– исправление с целью получить желаемое.
Критерий управления – показатель качества функционирования системы, определяемый набором параметров.
Линейная аппроксимация – замена нелинейного уравнения линейным.
Линейная система – система, удовлетворяющая условиям суперпозиции.
Математическая модель – описание поведения системы математическими средствами.
Метод – способ.
Мнимая частотная характеристика – мнимая часть комплексной частотной характеристики.
Многомерная система управления – система управления с более чем одной входной и более чем одной выходной величинами.
Модуляция – изменение параметров сигнала по заданному закону.
Неравновесное состояние – при котором все величины меняются во времени.
Неустойчивая САУ – система, которая после устранения воздействия удаляется от состояния равновесия или совершает около него недопустимо большие колебания.
Номинальное значение – предусмотренное, которое должно быть при нормальной работе системы.
Обратная связь – воздействие объекта управления на управляющее устройство.
Объект управления – устройство, процесс в котором изменяют для достижения поставленной цели.
Операторное уравнение – преобразованное по Лапласу дифференциальное уравнение.
Оптимальная система управления – система, параметры которой настроены так, что оценка качества имеет экстремальное значение.
Оптимальный – наилучший из возможных по какому-либо критерию.
Оптимизация – выбор наилучшего варианта из возможных.
Оригинал – функция времени, над которой производится преобразование по Лапласу.
Отрицательная обратная связь – канал, по которому выходной сигнал возвращается на вход системы и вычитается из входного сигнала.
Оценка качества – количественная мера качества системы.
Параметр – количественная характеристика процесса или объекта, величина, постоянная в условиях данной задачи, расчета.
Передаточная функция – отношение изображения выходной величины к изображению входной величины при нулевых начальных условиях.
Перерегулирование – величина, на которую реакция выходной переменной превышает заданное значение.
Переходная функция – аналитическое описание переходного процесса, возникающего при входном воздействии в виде единичной ступенчатой функции.
Переходной процесс – изменение во времени выходной величины от начала входного воздействия до достижения системой равновесного состояния.
Показатель – качественная характеристика.
Положительная обратная связь – канал, по которому выходной сигнал возвращается на вход системы и складывается со входным сигналом.
Преобразование Лапласа – преобразование функции времени (оригинала) в функцию комплексной переменной (изображение).
Программа – изложение предполагаемого объема действий по достижению цели.
Процесс – изменение параметров во времени.
Равновесное состояние – при котором входные, промежуточные и выходные величины не меняются во времени.
