Рабочая программа по дисциплине "Теория автоматического управления". Варианты заданий к контрольной работе и пример выполнения задания, страница 2

Содержание понятий “система”, “регулирование”, “управление”, “объект управления”, “управляемая величина”, “возмущающее воздействие”, “координата”. Два рода операций в производственном процессе: рабочие операции, операции управления.

Основные принципы кибернетики как науки об управлении (разделение целого на подсистемы, обратная связь, иерархии, управления). Основные принципы регулирования: по заданному воздействию, по возмущению,  по отклонению. Информационный аспект управления. Блок-схема системы автоматического управления.

2.2Классификация систем автоматического управления

Классификация систем автоматического управления по характеру изменения выходной величины: системы программного управления; следящие системы; адаптивные системы; статические и астатические системы.

Классификация систем автоматического управления по характеру внутренних динамических процессов: линейные и нелинейные; стационарные и нестационарные; непрерывные и дискретные; детерминированные и стохастические.

2.3Математическое описание линейных систем

Понятие о моделировании. Физическое моделирование и математическое моделирование.

Понятие об установившемся процессе. Статика систем автоматического управления. Понятие о входной и выходной координатах. Способы описания связей между входной и выходной координатах. Способы описания связей между входной и выходной координатами (управления статики, статические характеристики, передаточные коэффициенты). Виды соединений (последовательное, параллельное соединение с обратной связью). Нахождение результирующих характеристик и передаточных коэффициентов. Правила переноса точек отвода обратных связей и суммирующих узлов.

Уравнение динамики объектов. Способы линеаризации уравнений. Преобразование Лапласа и его основные свойства.

Операторный метод. Уравнение динамики объекта в операторной форме. Передаточная функция, переходная функция, комплексный коэффициент усиления, годограф АФЧХ. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАЧХ), логарифмическая фазово-частотная характеристика (ЛФЧХ). Единицы измерения для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ (декады, октавы, децибелы).

Типовые динамические звенья: пропорциональное; инерционное; интегрирующее; дифференцирующее (идеальное, реальное, реальное со статизмом); колебательное; запаздывающее. Характеристики звеньев.

Технологическая система СПИД как комбинация типовых динамических звеньев.

Построение результирующих ЛАЧХ и ЛФЧХ. Построение годографа АФЧХ. Алгоритм расчета точек годографа.

2.4 Устойчивость линейных систем

Понятие устойчивости. Математический признак устойчивости систем. Необходимое и достаточное условие устойчивости. Критерии устойчивости. Алгебраические критерии устойчивости Рауса и Гурвица. Рекомендации по их использованию.

Критерии Найквиста-Михайлова. Его физическая интерпретация. Определение запаса устойчивости по фазе и коэффициенту усиления. Виды переходных процессов.

Применение ЭВМ для исследования устойчивости системы.

2.5 Качество процесса управления

Понятие о качестве процесса управления. Основные показатели качества в статике и динамике (статическая ошибка, время регулирования, перерегулирования, колебательность и др.)

Прямые и косвенные оценки качества процесса управления. Оценки качества по распределению корней характеристического уравнения. Степень устойчивости системы. Связь степени устойчивости с быстродействием системы. Применение ЭВМ для построения переходных процессов.

2.6 Элементы технических средств систем управления

      технологическими процессами

Устройства измерения параметров технологических процессов. Первичные преобразователи неэлектрических параметров технологических процессов (линейных перемещений, усилий, момента, температуры). Вторичные приборы. Усилительные устройства. Исполнительные устройства.

3 ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Даны системы уравнений, описывающих поведение неких систем автоматического управления: