24. Дать определение отклонению от устойчивого положения

Устойчивость иногда рассматривают как самостоятельное двигательное качество. Это имеет смысл, поскольку биомеханические механизмы устойчивости отличаются от тех, которые обеспечивают высокую выносливость, силу, быстроту, гибкость и ловкость.

В основе устойчивости, как и вообще в основе координации движений, лежит принцип обратной связи. Отклонение от устойчивого положения вызывает действия, направленные на ликвидацию отклонения.

Ортоградную (вертикальную) позу человека и устойчивость в других позах обеспечивают три цепи обратной связи:

1) замыкающаяся через центр равновесия во внутреннем ухе;

2) замыкающаяся через зрительный анализатор и связанная с внешними ориентирами;

3) кинестетическая (основанная на ощущениях положения своего тела в пространстве), она замыкается через проприорецепторы мышц.

Все три названные системы стабилизации позы действуют одновременно, и отклонения позы от избранной обнаруживаются и устраняются тем быстрее, чем лучше состояние нервной системы. Функционирование стабилизирующих систем проявляется в треморе (непроизвольных колебаниях) звеньев тела. Частота тремора тем выше и, следовательно, амплитуда тем меньше, чем лучше физическая, техническая, а также и психологическая подготовленность человека.

25. Дать определение характеристического уравнения звена автоматической системы.

Это выражение называется характеристическим уравнением, корни которого определяют принцип устойчивости.

Характеристическим уравнением называется приравненное к нулю дифференциальное уравнение изменения выходной величины при подаче определенного возмущения и выраженное в операторной форме.

26. Дать определение установившемуся движению звена автоматической системы.

Рассмотрим все случаи сочетания корней характеристического уравнения, считая, что на вход звена подано единичное скачкообразное, входное воздействие  , тогда частное решение будет: - значение выходной координаты в установившемся режиме.

1- корни действительные и > 0 

Переходный процесс будет идти (1) (неустойчивое движение муфты)

2- корни действительные 

3- корни действительные  . Устойчивое движение муфты (муфта переходит из одного устойчивого положения в другое устойчивое положение)

4- корни действительные  (устойчивое движение муфты с перерегулированием)

5- корни комплексные взаимосопряженные 

27. Дать определение колебательного процесса звена автоматической системы.

Звено называется колебательным, если выходная величина после подачи на вход единичного воздействия стремится к установившемуся значению, совершая колебания. Такие звенья содержат обычно два элемента, способные запасать энергию или вещество и обмениваться ими через третий элемент, создающий сопротивление протеканию энергии или вещества. Звенья с колебательными свойствами, содержащиеся в автоматических системах регулирования, придают переходному процессу системы колебательный характер.

28. Сформулировать основное правило тау при составлении передаточной функции звена автоматики.

1. Выходная величина  (координата сигнала воздействия) и все ее производные записываются в левой части уравнения.

2. Коэффициент при  в первой степени всегда приводят к 1.

3. Входная величина  и ее производные записываются в правой части уравнения.

Т.к. аналитическое решение дифференциальных уравнений является сложной задачей, то теория АУ используется операторная форма записи дифференциального уравнения, что позволяет проводить анализ и синтез систем АУ в виде линейных алгебраических уравнений. При операторной форме записи дифференциальных уравнений операция дифференцирования по времени заменяется символом Р, т.е.  .

(2)

Т.к. дифференцирование является линейной операцией, то (2) перепишем

(3)

Обобщенное дифференциальное уравнение звеньев автоматики в операторной форме. Введем обозначения:  ;

Полином d(p), стоящий при выходной координате называется характеристическим полиномом, или выходным операторным полиномом звена.

K(p), стоящий при входной координате называется передаточным коэффициентом звена или входным оператором.