Задачи курса. В результате изучения курса ТАУ студенты должны получить навыки при математическом описании САУ (дифференциальные уравнения, передаточные функции, структурные схемы и т.д.), а также научиться анализировать заданную систему (определить показатели качества, ошибки и т.д.) и производить синтез САУ, удовлетворяющих требуемым показателям качества. Изучение курса ТАУ способствует теоретической подготовке к освоению специальных и базовых дисциплин специальности, таких как “Теория электропривода”, “Системы управления электроприводами” и других.
Содержание учебного материала.
Содержание дисциплины.
Введение.
История развития систем автоматического управления. Технико-экономическое значение автоматизации. Роль российских и зарубежных ученых в развитии теории и практики автоматического управления.
Тема №1. Основные принципы построения
систем автоматического управления.
Основные термины, понятия и определения. Автоматическое управление, общая структура систем управления. Характеристика объектов управления и сигналов, действующих в системе управления. Графическое изображение САУ. Функциональная и алгоритмическая структуры. Фундаментальные принципы управления. Классификация САУ. Основные требования, предъявляемые к САУ. Примеры САУ. Понятие о современных информационных технологиях. Задачи и особенности ТАУ, основные задачи и средства анализа и синтеза САУ.
Тема №2. Методы математического описания
и характеристики линейных САУ.
Общие принципы составления уравнений динамики и статики САУ. Формы записи уравнений. Линеаризация характеристических и дифференциальных уравнений. Передаточная функция. Установившиеся и переходные режимы функционирования. Уравнения (модели) статики и динамики.
Типовые входные воздействия САУ. Представление произвольных сигналов с помощью типовых воздействий. Свойство гомогенности линейных САУ.
Временные характеристики САУ. Частотные характеристики САУ (АФХ, АЧХ, МЧХ, ФЧХ, ВЧХ, ЛАХ, ЛФХ). Системы дифференциальных уравнений. Система дифференциальных уравнений в форме пространства состояний. Построение моделей “вход – выход” по системе уравнений. Матричный способ. Аналоговое и цифровое моделирование САУ. Принцип суперпозиции при исследовании линейных САУ.
Тема №3. Характеристики и модели типовых
динамических звеньев САУ.
Общая характеристика линейных динамических звеньев. Принципы разделения физических элементов САУ на динамические звенья. Безинерционное звено, идеально интегрирующее, идеально дифференцирующее звено, апериодическое звено первого и второго порядков, форсирующее звено первого и второго порядков, консервативное, устойчивые неминимально-фазовые звенья, звено запаздывания, звено затухания, иррациональное звено. Неустойчивые звенья. ПИ, ПИД – звенья.
Дифференциальные и операторные уравнения, временные и частотные характеристики типовых динамических звеньев.
Тема №4. Характеристики разомкнутых
и замкнутых САУ.
Представление линейных САУ в виде структурных схем. Условные обозначения и изображения. Основные правила преобразования структурных схем. Правила переноса точек съема и суммирования сигналов. Получение уравнения динамики САУ по структурной схеме.
Передаточные функции разомкнутых и замкнутых САУ, передаточные функции по управляющему, по возмущающему воздействиям и по ошибке. Передаточные функции одноконтурных и многоконтурных САУ.
Частотные характеристики разомкнутых и замкнутых САУ, методы построения и возможного экспериментального изучения. Диаграмма Боде. Методика построения ЛАХ одноконтурных САУ. Логарифмические характеристики многоконтурных САУ. Номограмма Никольса.
Тема №5. Точность и чувствительность САУ.
Статические и астатические САУ. Ошибки САУ в установившихся режимах. Коэффициенты ошибок. Повышение точности САУ в установившихся режимах. Статический и астатический законы регулирования и их влияние на точность в установившихся режимах. Чувствительность САУ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.