СОДЕРЖАНИЕ:
Введение 2
1 Получение передаточной функции объекта на примере RLC цепи 4
1.1 Примеры 4
1.2 Задания на самостоятельную подготовку 6
2 Получение передаточной функции из системы дифференциальных уравнений состояния 7
2.1 Примеры 7
2.2 Задания на самостоятельную подготовку 8
3 Получение матричной передаточной функции 9
3.1 Примеры 9
3.2 Задания на самостоятельную подготовку 10
2.1 Первая каноническая форма 11
Пример 12
2.2 Вторая каноническая форма 13
Пример 15
Задачи на самостоятельную подготовку 16
1. Структурные преобразования 16
Пример 20
3.2 Задачи на самостоятельную подготовку 22
2. Оценка качества регулирования 22
4.1 Примеры 24
4.2 Задания на самостоятельную подготовку 25
3. Частотные характеристики 25
Примеры 26
4. Критерии устойчивости 27
6.1 Критерий Гурвица 28
Примеры 28
6.2 Критерий Михайлова 29
Примеры 31
6.3 Критерий Найквиста 32
Примеры: 33
6.4 Метод D-разбиения 34
7 Ответы к задачам 36
Введение
Составители О.Д. Лянцев, Е.Е. Кузнецова
УДК 004:681.5(07)
ББК 32.973-018:32.965(я7)
Исследование характеристик систем автоматического управления: лабораторный практикум по дисциплине «Основы теории управления» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост. О.Д. Лянцев, Е.Е. Кузнецова. – Уфа, 2009. – 26 с.
Содержатся основные сведения о временных и частотных характеристиках типовых динамических звеньев и о критериях устойчивости автоматических линейных непрерывных систем. Рассматриваются возможности их исследования с использованием автоматизированных средств моделирования на ПК – MATLAB, SIMULINK. Изучаются особенности практического использования алгебраических и частотных критериев устойчивости для анализа динамики линейных САУ. Приведены перечень основных этапов работ по выполнению лабораторных заданий, методика выполнения этих этапов, материалы для оформления и защиты работы.
Методические указания разработаны с использованием учебной и специальной литературы по теории автоматического управления с применением типовых методических материалов.
Предназначены для подготовки дипломированных специалистов по направлению 230100 – «Информатика и вычислительная техника» специальности 230102 – «Автоматизированные системы обработки информации и управления».
Табл.3. Ил.6. Библиогр.: 6 назв.
Рецензенты: канд. техн. наук, доц., Н.М. Дубинин,
д-р техн. наук, проф., Р.А. Мунасыпов
© Уфимский государственный авиационный технический
университет, 2008
Настоящие указания составляют учебно-методическую базу для выполнения лабораторных работ по курсу «Теория автоматического управления» (ТАУ) студентами направления «Автоматизация и управление».
Цель работы: развить и закрепить у студентов навыки решения задач по ТАУ.
Тематика практических работ охватывает базовые разделы линейной теории автоматического управления.
В процессе выполнения практических работ студенты должны исследовать такие вопросы, как:
– запись передаточных функций и дифференциальных уравнений состояния;
– преобразование структурных схем;
– определение ошибок и показателей точности САУ;
– изучение частотных, корневых и других оценок.
Выполнение практических работ предполагает выполнение заданий с преподавателем и самостоятельное изучение.
При подготовке и выполнении практических работ рекомендуется использовать классические учебные пособия по теории автоматического управления [1, 2], а также [3–6].
1 Получение передаточной функции объекта на примере rlc цепи
Получение передаточных функций наглядно представляется на примере электрической цепи. Для решения такого типа задач необходимо знать электрический импеданс элементов цепи, который приведен в таблице 1.
Таблица 1. Связь мгновенных значений напряжений и токов на элементах
Резистор
|
|
|
Катушка индуктивности
|
|
|
Конденсатор
|
|
|
Процедуру получения передаточной функции объекта можно разбить на следующие этапы:
получение дифференциальных уравнений системы;
запись уравнений в операторной форме;
запись передаточной функции.