Министерство образования и науки Республики Казахстан

Атырауский Институт Нефти и Газа

Туганбаев И.Т.

Теория автоматического управления

Учебник для студентов электротехнических, электромеханических и электроэнергетических специальностей.

Атырау 2005 г.

ББК 31.291

Б 33

УДК [621-83:681.51](075.8)

Рецензенты: кафедра «Электропривод и автоматизация технологических комплексов» Казахстанского Научно Технического Универститета им. К.И. Сатпаева

(зав. кафедрой А. Бекбаев) и Д.Ж. Сыздыков

Туганбаев И.Т.

Б 33 Теория автоматического управления: учебник для вузов. – издательство «Элегия», 2005 – 140 с. ил.

В учебнике приводятся основные положения математических основ теории автоматического управления: типовые воздействия, передаточные функции, структурные преобразования. Рассматриваются динамические и частотные свойства типовых звеньев САУ. Приводятся примеры. Для проверки знаний студентов приведены контрольные вопросы и примеры типовых заданий.

Б 143-82 ББК 31.291

6П2.1.081

Предисловие

Настоящий учебник рассчитан на студентов, специализирующихся в области автоматического регулирования и управления, но может быть использован и студентами других специальностей при изучении ими теории автоматического регулирования.

Круг вопросов, охватываемых учебником, включает в себя темы, входящие, как правило, в программы по теории автоматического регулирования и управления многих вузов.

Замечания и отзывы по книге просьба направлять по адресу:

г. Атырау, пр.Азаттык д1

кафедра электроснабжения,

электротехники и телекоммуникаций.

Содержание:

Глава 1. Исходные понятия и термины

1.1 Координаты системы. Объект управления, входные и выходные величины

1.2 Цели управления

1.3 Виды управления

1.4 Качество управления: устойчивость, ошибки, статические и астатические системы

Ключевые термины и понятия

Глава 2.   Основные динамические звенья систем автоматического управления. Их основные характеристики

2.1 Основные свойства преобразования Лапласа. Передаточная функция, ее нули и полюса

2.2 Частотные характеристики

2.3 Временные характеристики звеньев и систем

2.4 Пропорциональное звено

2.5 Интегрирующее звено

2.6 Апериодическое звено

2.7 Колебательное звено

2.8 Дифференцирующее звено

2.9 Звено с чистым (транспортным) запаздыванием

Ключевые термины и понятия

Глава 3.   Преобразование структурных схем. Алгебра передаточных функций

3.1 Последовательное соединение звеньев

3.2 Параллельное соединение звеньев

3.3 Встречно-параллельное соединение звеньев: структура с обратной связью

3.4 Основные правила преобразования структурных схем

3.5 Влияние возмущений на структуру с обратной связью

Ключевые термины и понятия

            

Глава 4. Устойчивость линейных систем

4.1 Математическое определение устойчивости; расположение корней характеристического уравнения в устойчивой системе

4.2 Алгебраические критерии устойчивости

4.2.2 Критерий устойчивости Гурвица

4.2.1 Необходимые условия устойчивости (теорема Стодолы)

4.2.3 Теоремы А.М. Ляпунова

4.3 Частотные критерии устойчивости

4.3.1 Принцип аргумента

4.3.2 Критерий устойчивости Михайлова

4.3.3 Критерий устойчивости Найквиста

4.3.4 Применение критерия Найквиста для систем, находящихся в разомкнутом состоянии на границе устойчивости

4.3.5 Применение критерия Найквиста в системах, содержащих звенья с чистым запаздыванием

4.3.6 Определение устойчивости с помощью критерия Найквиста по ЛАЧХ и ЛФЧХ эквивалентной разомкнутой структуры

Ключевые термины и понятия

Глава 5.   Качество процессов управления

5.1 Классификация внешних воздействий. Требования, предъявляемые к качеству процесса управления

5.2 Прямые и косвенные оценки качества управления

5.3 Ошибки систем в установившемся режиме

5.4 Структурный признак степени астатизма системы

5.5 Установившиеся режимы и ошибки при гармоническом входном сигнале

Ключевые термины и понятия

Глава 6.   Частотные методы анализы качества управления

6.1 Связь между переходным процессом и вещественной частотной характеристикой

6.1 Связь между переходным процессом и вещественной частотной характеристикой

6.3 Основные связи между ЛАЧХ разомкнутой системы и переходными процессами в минимально-фазовых системах

6.4 Расчет переходной характеристики по табличным значениям переходных функций для единичных трапеций

Ключевые термины и понятия

Глава 7.   Интегральные критерии качества управления

7.1 Линейная интегральная оценка

7.2 Квадратичная интегральная оценка

7.3 Усовершенствованная квадратичная интегральная оценка

Ключевые термины и понятия

Глава 8. Корневые методы оценки качества управления

8.1 Введение

8.2 Смещенное характеристическое уравнение для замкнутой системы. Определение степени устойчивости

8.3 Диаграммы Вышнеградского для систем третьего порядка

8.4 Корневой годограф: построение КГ и примеры корневых годографов

8.5 Основные свойства корневых годографов

Ключевые термины и понятия