1 Основные понятия и определения

УУ-устройство управления

ОУ-объект управления

СУ-система управления

Любая система автоматизации состоит из УУ и ОУ.

Автоматизация-управление процессом с участием человека.

Автоматика-управление процессом без участия человека.

На любой ОУ действуют вх воздействия:

u-управл сигнал.

f-возмущающее воздействие

Состояние системы характ-ся выходным воздействием.

В системе м/б несколько вх и вых воздействий.

2 Принципы управления

Работа САУ происходит по одному из 3х осн принципов:

1)разомкнутое управление-данное управление ведется по заранее рассчитанной программе независимо от возмущ воздействия

2)управление по обратной связи (управление по ошибке)

Сущ-ет 2 вида обратной связи: положительная и отрицательная.

Сигнал упр формируется по ошибке e=u-y, т.е. происх сравнение состояния объекта с необходимым состоянием.

3)управление по возмущению-сигнал формируется в зависимости от возмущающего воздействия.

В данном случае сигнал формируется в зависимости от измеренного возмущ воздействия.

3 Классификация систем управления

По принципу управления (регулирования):

-разомкнутые;

-замкнутые;

-комбинированные.

По цели управления:

-системы стабилизации;

-системы программного управления;

-следящие системы;

-адаптивные (самонастраивающиеся) системы.

По количеству регулируемых величин:

-одномерные;

-многомерные.

По характеру сигналов в регуляторе (устройстве управления):

-непрерывные (аналоговые);

-с гармоническим модулированным сигналом;

-дискретные (релейные, импульсные, цифровые).

По характеру параметров:

-стационарные;

-нестационарные;

-с распределенными параметрами.

По идеализации математического описания:

-линейные;

-нелинейные.

В следящих системах упр сигнал формируется в зависимости от состояния системы.

Статические системы:

В статич системах в установивш сост присутствует постоянная ошибка e-разница м/у вх и вых сигналом.

Астатические системы:

В установивш режиме разница м/у вх и вых сигналом равна нулю.

4 Математическое описание. Уравнения статики и динамики. Линеаризация.

Любой процесс или объект можно описать дифф или разностными уравнениями. Ур-е динамики описывает процессы в системе при произвольных вх воздействиях в течение времени. Ур-е статики описывает процессы в системе при постоянных вх воздействиях в установивш режиме. В основном системы описыв нелинейн дифф ур-ями, что затрудняет исследование системы и объекта.

Замена нелинейного ур-я линейным нзв линеаризацией.

Общий вид линейной системы автоматического управления

В реальных условиях большинство элементов автоматической системы являются не линейными.

5 Математическое описание. Преобразование Лапласа. Передаточная функция.

Анализ и синтез САУ существенно упрощается при использовании прикладных математических методов операционного исчисления.

Имеется функция вещественной переменной f(t), ей можно поставить в соответствие F(p), где f(t) – оригинал, F(p) – изображение.

-интеграл Лапласа

– комплексная переменная;

Преобразование Лапласа обладает следующими свойствами: операциям дифференцирования и интегрирования в приведении вещественной переменной соответствуют эквивалентные алгебраические операции умножения и деления с использованием комплексной переменной.

Применение преобразования Лапласа позволяет перейти от исходных дифференциальных уравнений к эквивалентным алгебраическим уравнениям в представительстве комплексной переменной.

Передаточной функция звена или системы – отношение изображения выходной величины к изображению входной величины при нулевых начальных условиях.

– передаточная функция.