Введение

Работа любых автоматических систем, от простейших до самых сложных, базируется на одних и тех же основных принципах. Четкое понимание сущности этих принципов и знание основ автоматики являются совершенно необходимыми для правильного усвоения принципа действия, особенностей функционирования и эксплуатации автоматических устройств в любой отрасли народного хозяйства.

Целью настоящего пособия является ознакомление учащихся с основными идеями , методами построения, расчета и анализа автоматических систем.

В целом материал книги охватывает достаточно сложившуюся в методическом отношении часть курса «Теория автоматического управления», входящую в учебные программы большинства высших технических учебных заведений.

Для понимания основного содержания книги необходимо знание высшей математики, теоритической механики и электротехники в объеме курсов, изучаемых в высших технических учебных заведениях.

Дисциплина “Автоматика и управление”, посвящена изучению общих принципов действия и построения систем автоматического управ­ления и отдельных технических средств автоматики. В соответствии со своим местом в учебном процессе дисциплина формирует базу знаний для освоения последующих специальных дисциплин, дисциплин специализации и практической работы инженера.

Курс содержит два раздела.

В разделе 1 даются общие сведения об автоматическом и автоматизированном управлении, видах систем автоматики, значении и особенностях автоматизации сельскохозяйственного производства.

Раздел 2 посвящен изучению основ теории автоматического управления. Общая теория управления, охватывающая как неживую, так и живую природу, является предметом науки кибернетики. Теория автоматического управления (ТАУ) является частью кибернетики.

При выборе содержания данного пособия учитывалась учебная программа дисциплины и объем времени, отведенный на изучение дисциплины.

Краткий очерк развития автоматики

Первые сведения об автоматических устройствах относятся к началу нашей эры. Герон Александрийский описал пневматические и механические автоматы для открывания дверей храма при зажигании жертвенного огня, автомат для продажи священной воды и др.

Широкое практическое использование систем автоматики началось с появлением паровых машин. В 1765 И.И. Ползуновым был разработан поплавковый регулятор питания котла паровой машины, в 1784г. английский механик Дж. Уайт получил патент на центробежный регулятор скорости паровой машины. Широкое внедрение регуляторов в производство дало толчок к развитию теории автоматического регулирования, построенных на принципе замкнутого управления. Основы теории автоматического регулирования были заложены в работах Дж.К. Максвелла (1868), И.А. Вышнеградского (1872-1878), А.Стодолы (1899)и др.

Чёткое понимание того обстоятельства,что работа любых автоматических устройств, независимо от их физической природы, основана на общих принципах и может быть рассмотрена с единых позиций, пришло значительно позже – в 40-х гг. прошлого столетия. К этому же времени относится и окончательное формирование автоматики в самостоятельную научную дисцинлину.

В развитии автоматики как науки выдающуюся роль сыграли труды учёных. Великие русские математики А.М. Ляпунов и П.Л. Чебушев, знаменитый учёный и инженер Н.Е. Жуковский, основоположник теории автоматического регулирования И.А Вышнеградский своими работами заложили фундамент стройной математической теории процессов, происходящих в автоматических устройствах, и намного опередили развитие зарубежной научно – технической мысли.

В становлении и формировании в школе автоматического управления большую роль сыграли труды А.А Андронова, В.С. Кулебакина, А.Н. Колмогорова, И.Н. Вознесенского, Б.В. Булгакова, Н.М. Крылова, Н.Н. Боголюбова, А.В Михайлова. Значительный вклад в развитие современный науки об управлении внесли Б.Н. Петров, Е.П Попов, Г.С. Поспелов, В.В Солодовников, В.С Пугачёв, Л.С. Гольдфарб, А.А. Красовский, А.И. Лурье, А.С. Шаталов, А.В. Солодов, А.А. Фельдбаум, Я.З. Цыпкин, А.Г Ивахненко и многие другие советские учёные и исследователи.