Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

Кафедра відновлювальної енергетики та транспортних електричних систем і комплексів

Методичні вказівки

до виконання курсової роботи

з дисципліни «Теорія автоматичного керування»

«ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК, СТІЙКОСТІ ТА ЯКОСТІ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ»

для студентів напрямку підготовки

6.050702 – “Електромеханіка”

Укладач: доц. каф. ВЕТЕСК Паянок О.А.

м. Вінниця 2013

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………….………………….	3
1 ЗМІСТ ТА ОБ'ЄМ КУРСОВОЇ РОБОТИ …………………………..	4
1.1 Мета і завдання  курсової роботи ……………………………..	4
1.2 Рекомендований зміст та об’єм пояснювальної записки…………..	4
1.3 Завдання на курсову роботу………………………………………….	6
1.4 Вимоги до оформлення пояснювальної записки…………………....	6
1.5 Організація курсової роботи …………………………………...	9
1.6 Подання роботи до захисту і оформлення її результатів……………	10
2 Математичні моделі динамічної системи………………………………	12
2.1 Диференційні рівняння елементів чотириполюсника……………….	12
2.2 Передаточна функція чотириполюсника…………………………….	15
3 Побудова ГРАФІКІВ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМИ ………………………………………………………...……….	18
3.1 Передаточна функція замкнутої системи…………………………..	19
3.2 Частотні характеристики замкнутої системи………………………	21
3.3 Перехідна характеристика замкнутої системи……………………..	26
3.4 Вагова характеристика замкнутої системи…………………………	27
3.5 Основні функції та прийоми для розрахунку………………………	29
4 визначення стійкості та якості системи…………………	30
4.1 Перевірка стійкості системи за критерієм Найквіста……………...	31
4.2 Перевірка стійкості системи за критерієм Ляпунова………………	33
4.3 Перевірка стійкості системи за критерієм Гурвіца………………...	35
4.4 Перевірка стійкості системи за критерієм Михайлова…………….	38
4.5 Визначення прямих показників якості та корекція     замкнутої системи ……………………………………………………………………....	40
4.6 Запаси стійкості замкнутої системи за     амплітудою і за фазою………………………………………………………………...………..	42
5  Комп’ютерне моделювання ЗАМКНУТОЇ СИСТЕМИ…….	45
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ……………………………………………………....	47
Додаток А Зразок оформлення титульного аркуша……………………….	48
Додаток Б Індивідуальне завдання на курсову роботу……………………	49
Додаток В Зразок оформлення індивідуального завдання на курсову роботу ….………………………………………………………..	53

ВСТУП

У повсякденному житті ми досить часто зіштовхуємося з поняттям “керування”, під яким розуміється процес приведення певного фізичного об'єкта в стан, що відповідає деякій меті. Керувати можна транспортним засобом, верстатом, школою, телевізором, і т.п.

У наш час одним з найбільш прогресивних напрямків у загальному розвитку науки й техніки є заміна операцій людини в процесах керування функціонуванням певних технічних пристроїв, тобто автоматизація таких процесів. Це обумовлюється в першу чергу тим, що через фізіологічні й психологічні особливості людини-оператора ефективність процесів керування звичайно не може досягати можливих оптимальних значень.

Теорія автоматичного керування (ТАК) – наукова дисципліна, предметом вивчення якої є процеси, що відбуваються в системах автоматичного керування.

При вивченні процесів керування в ТАК абстрагуються від фізичних і конструктивних особливостей систем і замість реальних систем розглядають їх адекватні математичні моделі, тому основним методом дослідження в ТАК є математичне моделювання. Крім того, методологічну основу ТАК створюють теорія звичайних диференціальних рівнянь, операційне вирахування (перетворення Лапласа), гармонійний аналіз (перетворення Фур'є).

Сучасними тенденціями в автоматизації виробництва є широке застосування ЕОМ для керування, створення машин і устаткування з вбудованими мікропроцесорними засобами виміру, контролю та регулювання, перехід на децентралізовані (розподілені) структури керування з мікроЕОМ, впровадження людино-машинних систем, використання високонадійних технічних засобів, автоматизоване проектування систем керування.

Задачами даної курсової роботи є: визначення частотних характеристик, вагової та перехідної характеристик, перевірка стійкості системи та визначення її запасів, виконання моделювання. Все це дає можливість закріпити отримані знання з дисципліни.