МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Херсонська державна морська академія
факультет суднової ЕНЕРГЕТИКИ
КАФЕДРА ЕКСПЛУАТАЦІЇ СУДНОВОГО ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ І ЗАСОБІВ АВТОМАТИКИ
Шифр №
Реєстр. №
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
з дисципліни		«Теорія автоматичного управління»
		підготовки бакалавра
галузь знань		0507 Електротехніка та електромеханіка
напрям		6.050702 Електромеханіка
спеціалізація		«Експлуатація електрообладнання і автоматики суден»
курс		ІІсп, ІV / Ісп, ІV
форма навчання		денна / заочна
Херсон - 2011
Методичні рекомендації до виконання курсової роботи з дисципліни «Теорія автоматичного управління» для курсантів (студентів) напряму 6.050702 «Електромеханіка», спеціалізації «Експлуатація електрообладнання і автоматики суден» денної (заочної) форми навчання / Завальнюк О.П. – Херсон: ХДМА, 2011. – 84 с.
Методичні рекомендації розглянуто на засіданні кафедри експлуатації суднового електрообладнання і засобів автоматики «28» жовтня 2011 р., протокол № 3
Схвалено навчально-методичним відділом ХДМА
Начальник навчально-методичного відділу					В.В. Черненко
«_____» __________ 2011 р.
Завідувач кафедри експлуатації суднового електрообладнання і засобів автоматики, д.т.н., професор					Є.О. Ісаєв
«31» жовтня 2011 р.

Зміст
			стр
	ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ ТА УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ……….		4
	ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ ……………………………..		5
	ВСТУП …………………………………………………………………		6
I.	ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА …………………………………………		8
	1.1	Поняття САС. Структурні схеми САС ………………………..	8
	1.2	Стійкість САС …………………………………………………...	13
	1.3	Якісні показники САС …………………………………………..	15
	1.4	Корегуючі пристрої ……………………………………………..	21
	1.5	Синтез корегуючих пристроїв. Методика побудови бажаної логарифмічно-амплітудної характеристики …………………..	25
	1.6	Дискретні САС …………………………………………………..	31
II.	ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА. ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ ……………….		35
	2.1	Синтез лінійної безперервної частини системи управління ….	35
	2.2	Синтез дискретної системи ……………………………………..	50
ІІІ.	ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ ………….		57
	ВИСНОВКИ …………………………………………………………...		63
	СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ………………....		64
	Додаток А. Варіанти завдань ……………………………………….		66
	Додаток Б. Структурні схеми, елементи, передаточні функції, числові значення ……………………………………………………...		67
	Додаток В. Приклад оформлення титульного аркуша (денна форма) ………………………………………………………………….		77
	Додаток Г. Приклад оформлення титульного аркуша (заочна форма) ………………………………………………………………….		78
	Додаток Д. Приклад оформлення технічного завдання …………		79
	Додаток Е. Приклад оформлення реферату ………………………		81
	Додаток Ж. Приклад оформлення рамок …………………………		82

Перелік скорочень та умовних позначень

1. АЧХ – амплітудно-частотна характеристика;

2. БЛАХ – бажана логарифмічно-амплітудна характеристика;

3. БЛАЧХ – бажана логарифмічно-амплітудно-частотна характеристика;

4. БЧ – безперервна частина системи;

5. ГЗЗ – гнучкий зворотній зв’язок;

6. ЕОМ – електронна обчислювальна машина;

7. ЖЗЗ – жорсткий зворотній зв’язок;

8. ІЕ – імпульсний елемент;

9. КП – корегуючий пристрій;

10. ЛАХ – логарифмічно-амплітудна характеристика;

11. ЛАЧХ – логарифмічно-амплітудно-частотна характеристика;

12. ОУ – об’єкт управління;

13. ПЗ – пояснювальна записка;

14. ПУ – пристрій управління;

15. САС – суднові автоматичні системи;

16. САУ – система автоматичного управління;

17. ТВ – технічні вимоги;

18. ФЧХ – фазо-частотна характеристика;

19. ЦОМ – цифрова обчислювальна машина;

20. ЦОП – цифровий обчислювальний пристрій.

Завдання на курсову роботу

Тема курсової роботи: «Розрахунок суднової динамічної системи автоматичного управління із заданими показниками якості»

Завдання на курсову роботу містить у собі наступні складники:

1. Відповідно до варіанту задана певна електромеханічна система судна.

Необхідно:

1) за наведеною структурною схемою системи і заданими передаточними функціями кожного елементу (блоку) системи розрахувати корегуючий пристрій, при якому перехідний процес задовольняв би заданим показникам якості (час регулювання і перерегулювання);

2) провести синтез дискретної системи управління, а саме: реалізувати розрахований корегуючий пристрій на цифровій обчислювальній машині (ЦОМ).

2. Пояснювальна записка має включати наступні розділи:

1) Вступ.

2) Приведення структурної схеми до стандартного вигляду.

3) Побудова логарифмічно-амплітудно-частотної характеристики (ЛАЧХ) початкової системи, бажаної системи та корегуючого пристрою.

4) Технічна реалізація аналогового корегуючого пристрою.

5) Побудова перехідної характеристики скорегованої системи.

6) Отримання дискретної передаточної функції цифрової системи.

7) Побудова перехідної характеристики дискретної системи.

8) Реалізація передаточної функції і алгоритму роботи електронної обчислювальної машини (ЕОМ) – як дискретного корегуючого пристрою.

9) Висновок.

3. Оформлення пояснювальної записки і креслень згідно ДСТУ 3008-95 [6].

ВСТУП

У системі підготовки бакалаврів суднової електромеханіки важливе місце займає оволодіння фундаментальними основами теорії автоматичного управління стосовно суднових автоматизованих комплексів. Спеціальна підготовка бакалавра суднової електромеханіки, починаючи від вивчення суднових систем електроенергетики і закінчуючи питаннями комплексної автоматизації суден, базується на основоположних питаннях побудови, аналізу і синтезу суднових лінійних, нелінійних і дискретних систем, а також на знаннях про особливості побудови і аналізу адаптивних і оптимальних автоматичних систем.

Управління [10] складає невід’ємну частину незліченних процесів, що відбуваються в живій і неживій природі.

Найбільш загальним вченням про керовані процеси в природі є кібернетика, яка вивчає методи цілеспрямованого управління будь-якими складними динамічними системами, використовуючи спільність процесів управління в живих організмах і автоматах.

Область науки і техніки, що охоплює теорію і принципи побудови систем управління технічними процесами, що діють без участі людини, називається автоматикою.

Широке та інтенсивне освоєння Світового океану зумовило будівництво різноманітних надводних і підводних суден, що постійно росте. Розвиток суднової автоматики пов’язаний з успіхами сучасного суднобудування, підвищенням енергоозброєності та ускладненням систем електроустаткування суден, впровадженням на суднах атомних установок. Вдосконалення технічних показників суден немислиме без широкого використання автоматизації і автоматичного управління, без застосування різноманітних засобів автоматики.

Розвиток суднової автоматики відбувався в тісному зв’язку із загальним розвитком теорії автоматичного управління. Від виникнення простих автоматів до сучасних складних автоматичних систем управління пройдено великий шлях, який можна розбити на два нерівних по тривалості періоду. Перший період охоплює багатотисячолітній етап «неусвідомленої» автоматики, пов’язаний з винаходом різних по складності і призначенню оригінальних автоматів і автоматичних пристроїв. Другий період налічує більш ніж 100 років з часу початку розробки наукових основ створення автоматичних систем, що задовольняють певним заданим вимогам якості.

Основними завданнями теорії автоматичного управління є дослідження статичних і динамічних властивостей автоматичних систем і розробка систем, що задовольняють заданим технічним вимогам.

Завдання аналізу і синтезу в даний час в значній мірі вирішені стосовно лінійних систем, що задовольняють принципу суперпозиції.

Оволодіння навичками аналізу і синтезу лінійних систем є основою при вивченні курсу теорії автоматичного управління. Важливе місце, з інженерної точки зору, займають частотні методи дослідження лінійних систем, що розкривають фізичну суть процесів управління.

З іншого боку, поява і швидке вдосконалення мікропроцесорних засобів зумовили доцільність їх застосування в системах управління. Завдання, які доводиться вирішувати ЦОМ в системах управління, дуже різноманітні, серед них одним з найбільш важливих є забезпечення бажаних динамічних характеристик за допомогою створення корегуючих програм в ЦОМ.

В даних методичних вказівках перша частина курсової роботи з теорії автоматичного управління охоплює теорію безперервних автоматичних систем управління, а друга частина присвячена теорії дискретних систем управління.

Виконання курсової роботи передбачає використання програми Mathcad, а також пакету Simulink системи matlab, які є стандартним інструментом для роботи в різних областях математики, машинобудування і науки. matlab – це високопродуктивна мова для технічних розрахунків, що включає обчислення, візуалізацію і програмування в зручному середовищі, де завдання і розв’язки виражаються у формі, близькій до математичної.