- •Оглавление
- •Предисловие
- •В ведение
- •Лекция 1 основные понятия и определения теории информации, информатики и кибернетики. Принципы построения и классификации сар.
- •1.1 Основные понятия и определения теории информации,
- •Информатики и кибернетики
- •1.2 Процесс передачи информации в системах связи
- •1.3. Принципы построения сар
- •1.4. Схема сар с одной регулируемой переменной
- •1.5. Классификация сар
- •1.6. Статическое и астатическое регулирование
- •Лекция 2. Основные технические требования, предъявляемые к сар. Системы автоматического управления. Проблема управления. Примеры сар и сау
- •2.1. Основные технические требования предъявляемые кСар
- •2.2. Виды типовых воздействий
- •1. Единичный скачок
- •3. Для следящих систем.
- •5. Гармонический входной сигнал:
- •2.3. Переходные процессы
- •3) Статическое отклонение max;
- •2.4. Системы автоматического управления
- •3.2. Методика составления дифференциальных уравнений
- •3.3. Передаточные функции сар
- •Лекция 4. Частотные характеристики сар. Реакция сар на произвольный входной сигнал
- •4.1. Частотные характеристики сар
- •4.2. Переходной процесс
- •4.3. Вынужденное движение.
- •4.2. Реакция сар на произвольный входной сигнал
- •Используя определение для смещённого импульса
- •Лекция 5. Типовые звенья сар и их характеристики
- •5.1. Усилительное звено
- •5.2. Апериодическое звено
- •5.3. Колебательное звено
- •Используя следующие соотношения для логарифмических частотных характеристик:
- •Лекция 6. Алгебра передаточных функций сар. Построение и преобразование структурных схем сар. Построение логарифмических характеристик одноконтурных сар
- •6.1. Алгебра передаточных функций
- •Правила переноса точки объема
- •6.3. Правила переноса сумматора
- •6.4. Построение и преобразование структурных схем сар
- •6.5. Построение лачх и лфчх одноконтурных систем
- •6.6. Статические и астатические сар
- •Лекция 7. Устойчивость линейных сар. Аналитические и частотные критерии устойчивости сар: гурвица, михайлова, амплитудно-фазовый, d-разбиений. Запасы устойчивости сар
- •7.1. Устойчивость линейных сар
- •7.2. Алгебраический критерий устойчивости Гурвица
- •7.3. Частотные критерии устойчивости Критерий Михайлова
- •7.4. Амплитудно-фазовый критерий устойчивости ( критерий Найквиста–Михайлова)
- •При возрастании от 0 до
- •Если замкнутая система устойчива, то и, следовательно,
- •7.5. Анализ устойчивости по лах и лфх
- •7.6. Критерий d-разбиения
- •7.7. Запасы устойчивости сар по модулю и фазе
- •Лекция 8. Анализ качества линейных сар. Показатели качества. Частотный метод анализа. Определение добротности. Коэффициенты ошибок сар
- •8.1. Анализ качества линейных сар
- •8.2. Частотный метод
- •8.3. Определение переходных процессов
- •8.4. Определение точности сар
- •Коэффициент ошибок можно вычислить и по передаточной функции ошибки
- •9.1. Синтез линейных сар
- •9.2. Корректирующие Обратные Связи
- •9.3. Построение желаемой лах
- •9.4. Синтез кос
- •9.5. Параллельное корректирующее устройство
- •10.2. Соединения нелинейных звеньев Различают последовательное (рис.93), параллельное (рис. 94) и встречно-параллельное (рис.95) соединения нелинейных звеньев.
- •10.3. Уравнения движения нелинейных ас
- •10.4. Анализ нелинейных систем
- •Метод фазовых траекторий
- •Изображения процессов регулирования на фазовой плоскости
- •Допустим
- •Лекция 11. Анализ и синтез сау при случайных воздействиях. Случайные величины, функции и процессы. Спектральные плотности и корреляционные функции сигналов
- •11.1 Анализ и синтез сау при случайных воздействиях
- •11.2. Случайные величины, функции и стохастические процессы
- •11.3. Характеристики случайных процессов
- •Вычисление s() производится на основании соотношения
- •11.4. Реакция линейной сар на случайный стационарный входной сигнал
- •Также справедливо соотношение
- •12.2. Фильтрация помех
- •Лекция 13. Линейные нестационарные системы. Методы анализа динамики и синтеза структурных схем. Основные принципы построения адаптивных систем
- •13.3. Линейные нестационарные и адаптивные сар
- •13.2. Адаптивные сау
- •13.3. Аналитические и поисковые асау
- •13.4. Асау с эталонной моделью
- •Лекция 14. Дискретные цифровые сау. Математическое описание дискретных систем. Прохождение непрерывного сигнала через цифровую эвм. Передаточные функции дискретных систем.
- •14.1. Дискретные цифровые сау
- •14.2. Математическое описание дискретных систем.
- •14.3. Прохождение непрерывного сигнала через цэвм
- •Предполагаем следующее:
- •Лекция 15.
- •15.2. Свойства z-преобразования
- •15.4. Передаточные функции дискретно–непрерывных систем
- •15.5. Вычисление реакции дискретных сар по z-передаточной функции
- •15.6. Устойчивость дискретных сар
- •Лекция 16. Цифровое управление с помощью микро-эвм. Структуры автоматических мп-систем. Квантование по уровню. Аналоговый вход. Длина слова в мп-системе
- •16.1. Цифровое управление с помощью мп-систем.
- •Разрядность микропроцессора
- •17.2. Дискретизация по времени
1.6. Статическое и астатическое регулирование
САР подразделяется на статические и астатические в зависимости от того, имеют или не имеют они ошибку в установившемся состоянии при определённых условиях.
Характерные особенности статических САР следующие:
1) равновесие системы имеет место при различных значениях регулируемой величины. Например, чем больше Qс, тем больше Н;
2) каждому значению регулируемой величины соответствует единственное определенное положение регулирующего элемента;
3) Контур регулирования должен состоять из стабильных звеньев Xвых.=f(Xвх).
Характерные особенности астатической системы:
1) равновесие системы имеет место при единственном значении регулируемой величины (равной заданной).
2) регулируемый элемент должен иметь возможность занимать различные положения при одном и том же значении регулируемой величины.
Схематическое представление классификации САР в зависимости от вида математического описания показано на рис. 12.
Р ис. 12. Классификация САР в зависимости от вида математического описания.,
где Н – непрерывные (Структура связей неизменна. Сигнал на выходе – непрерывная функция); Д – дискретные (прерывистые).
В импульсных САР размыкание цепи воздействий происходит периодически, в релейных САР прерывание осуществляется по уровням сигналов.
Существуют релейно-импульсные (кодово-импульсные САР), где квантование происходит как по времени, так и по уровню. Такие САР имеют ЭВМ в контуре управления.
Кроме того, математические модели могут быть детерминированными [1] или статистическими [2].
В детерминированных моделях воздействие и параметры системы являются постоянными функциями времени, в статистических моделях воздействие и параметры системы являются случайными функциями.
Контрольные вопросы:
Какова суть управления? По какой причине необходимо чётко знать цель управления?
Для каких целей используется отрицательная обратная связь? К чему приведёт использование положительных обратных связей?
Какие правила необходимо учитывать при приёме и передаче информации?
Каковы различия замкнутого и разомкнутого циклов управления?
Объсните свойство однонаправленности элементов САУ. Могут ли элементы быть многонапрвленными? Если да, где они могут использоваться?
Приведите примеры системы автоматической стабилизации, системы программного регулирования, следящей системы. Каковы ихсходства и различия?
В чём разница прямого и непрямого регулирования? Приведите примеры их реализации.
В чём сходства и различия связанных и несвязанных систем управления?
Назовите характерные особенности статических и астатических систем. Приведите примеры.
Лекция 2. Основные технические требования, предъявляемые к сар. Системы автоматического управления. Проблема управления. Примеры сар и сау
2.1. Основные технические требования предъявляемые кСар
Основное требование к САР – сохранение заданной функциональной зависимости между управляющими и регулирующими воздействиями на входе и выходе. Идеальных систем, выполняющих эту функцию, абсолютно точно не существует: чем выше точность, тем сложнее система, тем ниже надежность, выше стоимость. При проектировании САР находят разумный компромисс между точностью, стоимостью и надёжностью.
Поведение САР в динамике должно удовлетворять следующим требованиям:
устойчивости;
статической точности;
динамической точности;
условиям качества переходных процессов.