Питання 1:
Що таке об’єкт керування? Керуючий пристрій?
Об'є́кт керува́ння (регулювання) — це окрема машина, апарат, пристрій, технологічний процес або сукупність технічних засобів (машин, апаратів, пристроїв), які виконують технологічний процес, але при цьому потребують спеціально організованих впливів ззовні для досягнення поставленої мети керування.
Керуючий пристрій – пристрій керування технічним засобом (машиною, апаратом, пристроєм).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Питання 2:
Автомати́чна систе́ма керува́ння — це сукупність керованого об'єкта й автоматичних вимірювальних та керуючих пристроїв.
На відміну від автоматизованої системи керування ця система самодіюча і реалізує встановлені функції процеси автоматично, без участі людини (крім етапів пуску таналагодження системи). На практиці часто послуговуються терміном-аналогом система автоматичного керування (САК).
Автоматизо́вана систе́ма керува́ння (АСК), Автоматизована система управління (АСУ), Комп'ютерна система управління(КСУ) — автоматизована система, що ґрунтується на комплексному використанні технічних, математичних, інформаційних та організаційних засобів для управління складними технічними й економічними об'єктами. АСК - це сукупність керованого об’єкта й автоматичних вимірювальних та керуючих пристроїв, у якій частину функцій виконує людина.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Питання 3:
Алгоритм керування — це сукупність приписань, що визначають характер впливів на ОК з метою забезпечення його алгоритму функціонування.
Алгоритм функціонування — це сукупність правил, що ведуть до правильного виконання технічного процесу в якому-небудь пристрої або в сукупності пристроїв (системі).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Питання 4:
Зворотний зв'язок — зв'язок, при якому на вхід регулятора подається дійсне значення вихідної змінної, а також задане значення регульованої змінної.
• жорсткий — такий ЗЗ, при якому на вхід регулятора поступає сигнал, пропорційний вихідному сигналу об'єкта в будь-який момент часу.
• гнучкий — такий ЗЗ, при якому на вхід регулятора поступає не лише сигнал, пропорційний вихідному сигналу об'єкта, але і сигнал пропорційний, до похідних вихідної змінної.
5
Зворотний зв'язок — зв'язок, при якому на вхід регулятора подається дійсне значення вихідної змінної, а також задане значення регульованої змінної.
жорсткий — такий ЗЗ, при якому на вхід регулятора поступає сигнал, пропорційний вихідному сигналу об'єкта в будь-який момент часу.
гнучкий — такий ЗЗ, при якому на вхід регулятора поступає не лише сигнал, пропорційний вихідному сигналу об'єкта, але і сигнал пропорційний, до похідних вихідної змінної.
Управління за принципом відхилення керованої змінної: — зворотний зв'язок утворює замкнутий контур. На керований об'єкт подається дія, пропорційна сумі (різниці) між вихідною змінною і заданим значенням так, щоб ця сума (різниця) зменшувалася.
Управління за принципом компенсації збурень: — на вхід регулятора потрапляє сигнал, пропорційний збурюючій дії. Відсутня залежність між керуючою дією і результатом цієї дії на об'єкт.
Управління за принципом комбінованого регулювання: — використовується одночасно регулювання за збуренням і за відхиленням, що забезпечує найвищу точність управління.
6
Функціональна схема системи з керуванням за збудженням :
7
Элементы автоматической системы принято делить на статические и астатические. Статическим называется элемент, выходное воздействие которого при ступенчатом изменении входного сигнала (переходная функция) стремится к новому установившемуся значению. Астатическим называют элемент, если при указанном входе выходная величина возрастает при постоянной скорости (астатизм первого порядка).
Статическая характеристика элемента может быть найдена аналитически на основании использования физического закона, описывающего реальный процесс, протекающий в элементе. Ее можно построить экспериментально, снимая на выходе значение выходных координат, соответствующих подаваемым входным (рис. 2.2, а). В этом случае удобнее графическое представление статической характеристики, статического элемента (рис. 2.2, б) и астатического элемента (рис. 2.2, в). На рис. 2.2, г представлена сложная статическая характеристика, имеющая точки (А, Б) астатизма. Если элемент имеет два входа, то его статическая характеристика будет представлена семейством кривых.
Рис. 2.2. Статическая характеристика элементов
8
Классификация систем автоматического управления
Существует несколько признаков классификации обыкновенных САУ.
По методу их исследования:
линейные;
нелинейные;
особые.
САУ относится к линейным, если поведение системы достаточно точно описывается линейными уравнениями. И система относится к нелинейным, если имеется хотя бы один элемент, поведение которого описывается нелинейным уравнением.
Особыми САУ считают:
а) системы с запаздыванием - имеются элементы с чистым запаздыванием;
б) системы с распределенными параметрами - имеются элементы, поведение которых описываются дифференциальными уравнениями в частных производных;
в) импульсивные системы - содержат элементы, реагирующие дискретно на входное воздействие;
г) системы с переменными параметрами - поведение системы описывается уравнениями с переменными коэффициентами.
По физической природе регулируемой величины:
системы регулирования напряжения;
силы тока;
уровня жидкости;
температуры и т. д.
По виду управляющего воздействия:
системы стабилизации;
следящие;
программные.
Для систем
автоматической стабилизации управляющее
воздействие постоянно (см. рис. 2.1) 
.
В этом случае система отрабатывает только внешние воздействия (стабилизация t°, напряжения в вагоне).
Для программных систем управляющее воздействие имеет заранее известное значение в каждый момент времени.
Для следящих систем управляющее воздействие в каждый момент времени может иметь любое наперед известное значение. Применяются для управления самолетами, космическими кораблями, ракетами.
По самоприспосабливанию: различают системы без самоприспосабливания и самоприспосабливающиеся системы. Самоприспосабливающаяся система имеет дополнительное автоматическое устройство, изменяющее алгоритм управления основного автоматического управляющего устройства таким образом, чтобы автоматическая система в целом осуществляла заданный алгоритм функционирования. Самонастраивающиеся системы подразделяются на системы с разомкнутой цепью самонастройки, с моделью, с анализом процесса управления, экстремальные и т. п.
Питання 9.
Система стабілізації – автоматична система, призначена для підтримкиіззаданоюточністюпостійногозначеннякерованоївеличини.
У ційсистемінеобхіднезначеннякерованоївеличинипостійне, а помилка (розузгодження) в усталеномурежиміΔYуст не повинна перевершуватидопустимоївеличиниΔYдоп.
Приклади:
САР підтримкисталогозначеннянапруги та частоти генератора;
САР підтримкисталоготиску пару в паровому котлі;
САР підтримкисталоївисоти шару важкихфракцій у відсаджувальніймашині.
Слідкуюча система - автоматична система, завданняякоїполягає в змінікерованоївеличинивідповідно до зазделегідьневідомоїфункції часу, щовизначаєтьсязадаючимвпливом F (t).
У слідкуючійсистемікерована величина повинна слідувати за задавальнимвпливом, щозвичайно є повільнозмінюваною, але зазделегідьневідомоюфункцією часу.
Приклади:
САР пристроями для обробкивиробів на металорізальнихверстатах за шаблонами (автоматичнікопіювальніверстати).
Система програмногоуправління - автоматична система, завданняякоїполягає в змінікерованоївеличини за заздалегідьскладеноюпрограмою, щовизначаєтьсязадаючимвпливом F (t). F (t) - заздалегідьвідомафункція часу.
Приклади:
САР шахтною підіймальною машиною з виконаннямзаданоїдіаграмишвидкості.
Питання 10.
Питання 11.
Существует несколько признаков классификации обыкновенных САУ.
По методу их исследования:
линейные;
нелинейные;
особые.
САУ относится к линейным, если поведение системы достаточно точно описывается линейными уравнениями. Исистема относится к нелинейным, если имеется хотя бы один элемент, поведение которого описывается нелинейным уравнением.
Особыми САУ считают:
а) системы с запаздыванием - имеются элементы с чистым запаздыванием;
б) системы с распределенными параметрами - имеются элементы, поведение которых описываются дифференциальными уравнениями в частных производных;
в) импульсивные системы - содержат элементы, реагирующие дискретно на входное воздействие;
г) системы с переменными параметрами - поведение системы описывается уравнениями с переменными коэффициентами.
По физической природе регулируемой величины:
системы регулирования напряжения;
силы тока;
уровня жидкости;
температуры и т. д.
По виду управляющего воздействия:
системы стабилизации;
следящие;
программные.
Для систем
автоматической стабилизации управляющее
воздействие постоянно (см. рис. 2.1) 
.
В этом случае система отрабатывает только внешние воздействия (стабилизация t°, напряжения в вагоне).
Для программных систем управляющее воздействие имеет заранее известное значение в каждый момент времени.
Для следящих систем управляющее воздействие в каждый момент времени может иметь любое наперед известное значение. Применяются для управления самолетами, космическими кораблями, ракетами.
По самоприспосабливанию: различают системы без самоприспосабливания и самоприспосабливающиеся системы. Самоприспосабливающаяся система имеет дополнительное автоматическое устройство, изменяющее алгоритм управления основного автоматического управляющего устройства таким образом, чтобы автоматическая система в целом осуществляла заданный алгоритм функционирования. Самонастраивающиеся системы подразделяются на системы с разомкнутой цепью самонастройки, с моделью, с анализом процесса управления, экстремальные и т. п.
Питання 12.
Статической характеристикой называется зависимость (аналитическая, графическая) выходного воздействия от входного в установившемся режиме:
(2.2)
Различают два режима работы системы: установившийся и переходный. Установившийся режим характеризуется отсутствием собственных движений в системе. Его отличает равенство взаимодействующих в системе сил, притока и расхода энергии, вещества. В промежутках между установившимися режимами имеет место переходныйрежим, характеризуемый наличием собственных движений в системе.
Элементы автоматической системы принято делить на статические и астатические. Статическим называется элемент, выходное воздействие которого при ступенчатом изменении входного сигнала (переходная функция) стремится к новому установившемуся значению. Астатическим называют элемент, если при указанном входе выходная величина возрастает при постоянной скорости (астатизм первого порядка).
Статическая характеристика элемента может быть найдена аналитически на основании использования физического закона, описывающего реальный процесс, протекающий в элементе. Ее можно построить экспериментально, снимая на выходе значение выходных координат, соответствующих подаваемым входным (рис. 2.2, а). В этом случае удобнее графическое представление статической характеристики, статического элемента (рис. 2.2, б) и астатического элемента (рис. 2.2, в). На рис. 2.2, гпредставлена сложная статическая характеристика, имеющая точки (А, Б) астатизма. Если элемент имеет два входа, то его статическая характеристика будет представлена семейством кривых.
Астатическая система регулирования, система автоматического регулирования режимов работы промышленных установок, систем автоматического управления и др., в которой ошибка регулирования стремится к нулю независимо от размера воздействия, если последнее принимает установившееся постоянное значение. При увеличении (уменьшении) расхода поплавок перемещается и замыкает верхний (нижний) контакт. Двигатель, вращаясь, изменяет положение задвижки, которая увеличивает (уменьшает) приток жидкости. В этом случае установившееся состояние при любом расходе жидкости имеет место только для одного значения регулируемой величины — соответствующего нейтральному положению реле.
Одна и та же система автоматического регулирования может быть статической по отношению квозмущающему воздействию и астатической по отношению к управляющему воздействию. Системы автоматической стабилизации, где управляющее воздействие сохраняет постоянное значение, за исключением случая перенастройки регуляторов, обычно бывают астатическими по отношению к возмущающему воздействию, а следящие системы — по отношению к управляющему воздействию.
Астатическое регулирование осуществляется регулятором, обладающим свойством поддерживать одно и то же значение регулируемой величины при любом размере внешнего воздействия на А. с. р. Для этого в схему регулятора включаются интегрирующие звенья, либо характеристики чувствительного элемента подбираются так, что он сам превращается в интегрирующее звено. Число таких последовательно включенных звеньев называется порядком астатизма регулятора.
В промышленных системах регулирования обычно применяют регуляторы с астатизмом 1-го порядка. Регуляторы с астатизмом высшего порядка применяют в следящих системах для устранения установившихся ошибок по скорости, ускорению и т. д.
13. Що таке стаціонарна система?
Стаціонарна система - це така система, параметри якої незмінні протягом часу. Нестаціонарна система має параметри, які змінюються з часом. При математичному описі таких систем деякі коефіцієнти диференційного рівняння динаміки системи є функціями часу.
Реакція стаціонарної системи на одне і те ж збурення не залежить від моменту, коли збурення відбулося. Для нестаціонарних систем реакція системи змінюється з часом.
14. Чим відрізняються лінійні і нелінійні сак
За характером рівнянь, які описують систему:
лінійні;
нелінійні.
Лінійні системи - це системи, які описуються лінійними диференційними рівняннями. Для лінійних систем справедливий принцип суперпозиції. Принцип суперпозиції (накладання) полягає в тому, що реакція системи на суму дій пропорційна сумі реакцій на кожну дію зокрема. Наприклад на рис. 2.6 показано стрілу прогину дошки. Якщо виправдовується правило суперпозиції, то загальна стріла прогину при двох вантажах дорівнює сумі стріл прогину кожного вантажу окремо, і система є лінійною. Принцип суперпозиції може виконуватись в якихось певних межах навантажень. Діапазон, в якому справедливий принцип суперпозиції називають діапазоном лінійності.
Нелінійні системи – це системи, в яких хоча б для однієї ланки не виконується принцип суперпозиції. Такі системи описуються нелінійними диференційними рівняннями. Аналіз їх складніший, ніж лінійних систем. Досить часто вдається звести аналіз нелінійних до аналізу лінійних систем. Методи такого приведення називаються лінеаризацією
Рис. 2.6 – Демонстрація принципу суперпозиції реакції лілійних систем
15. Які системи називаються дискретними, безперервними?
Безперервною (аналоговою) системою автоматичного керування називається система, у якій всі сигнали є безперервними функціями, тобто між її елементами існує безперервний зв'язок.
Дискретні системи керування відрізняються від безперервних тим, що сигнали в одній або декількох точках цих систем є дискретними, тобто являють собою послідовність імпульсів або цифровий код.
Цифровими системами керування називаються системи, які мають цифровий пристрій керування (мікропроцесорний або мікроконтролерний пристрій).
До переваг цифрових систем слід віднести підвищену чутливість, високу надійність, відсутність дрейфу параметрів, високу стійкість до шумів та зовнішніх впливів, менші масо-габаритні розміри, зручність у програмуванні та налагодженні. Суттєвою перевагою цифрових пристроїв керування над аналоговими є їх гнучкість. Програма цифрового контролера може бути змінена у відповідності до вимог проектувальника або пристосована до характеристик об’єкта керування без будь-яких змін у апаратному забезпеченні. Цифрові компоненти електронних схем значно надійніші і компактніші, ніж аналогові компоненти того ж призначення.
16. Назвіть основні закони регулювання. Наведіть їх характеристику
Крім інтегруючих ланок в систему керування вводять диференційні ланки. Залежно від того, які елементи містить регулятор, розрізняють пропорційні, інтегруючі й диференційні регулятори, або пропорційні, інтегральні й диференційні закони регулювання.
Пропорційний закон регулювання (П - регулятор) забезпечується регулятором, який виконує тільки функцію підсилення, як це показано на рис.7.10. Цей регулятор не забезпечує достатньої точності регулювання в статичному режимі роботи. Для усунення статичної похибки в систему вводять інтегруючі ланки.
Інтегральний закон регулювання забезпечує нульову статичну похибку регулювання за величиною, за швидкістю її зміни, за прискоренням ,залежно від порядку астатизму. Недоліком інтегральних регуляторів є їх інертність і втрати стійкості системи. Самостійно інтегральні регулятори не використовують, а застосовують разом з пропорційними регуляторами, такі регулятори називають пропорційно - інтегральними і позначають ПІ – регулятори.
Диференційний закон регулювання (Д – регулятор) забезпечують диференційні ланки. Диференційний закон регулювання здійснюється шляхом подання на об’єкт керування керуючої дії пропорційної швидкості зміни вихідної величини. Цим забезпечується швидкодія регулювання. Регулювання здійснюється уже в момент, коли величина тільки починає змінюватись. Диференційні регулятори використовують разом з пропорційними регуляторами. Такі регулятори мають назву пропорційно – диференційні регулятори і позначають їх ПД – регулятори.
Більш складними є пропорційно – інтегрально – диференційні регулятори. Вони здатні забезпечити достатню точність регулювання у різноманітних режимах роботи САК. Недоліком їх є велика складність не тільки будови регулятора, але і їх розрахунку.
Експериментально для дослідження помилок систем за швидкістю та за прискоренням використовують сигнали, які змінюються за лінійним законом з постійною швидкістю і квадратичним законом з постійним прискоренням. У разі використання осцилографа це сигнали трикутної форми-лінійний та квадратичний.
На рис.7.12 і 7.13 наведено приклади статичного й астатичного регуляторів рівня рідини і їх регулювальні характеристики.
Рис. 7.10 – Статична система керування обертами двигуна
Рис. 7.12 – Статичний регулятор рівня води
Рис. 7.13 – Астатичний регулятор рівня води