Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Сумський державний університет
Шосткинський інститут
Г. М. Худолей теорія автоматичного управління
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
У двох частинах
Частина 2
Синтез лінійних систем автоматичного управління
Суми
Сумський державний університет
2012
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Сумський державний університет
Шосткинський інститут
Теорія автоматичного управління
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
для студентів спеціальності 6.050201
«Комп’ютеризовані системи управління та автоматика»
усіх форм навчання
У двох частинах
Частина 2
Синтез лінійних систем автоматичного управління
Затверджено
на засіданні кафедри системотехніки та інформаційних технологій як конспект лекцій з дисципліни «Теорія автоматичного управління»
Протокол № 01 від 31 серпня 2012 р.
Суми
Сумський державний університет
2012
Теорія автоматичного управління:конспект лекцій: у 2 частинах. Ч. 2 «Синтез лінійних систем автоматичного управління» / укладач Г. М. Худолей. – Суми: Сумський державний університет, 2012. - 87с.
Кафедра системотехніки та інформаційних технологій
ЗМІСТ С.
ВСТУП 8
Лекція 16 9
9 Синтез лінійних безперервних систем автоматичного управління (САУ) 9
9.1 Постановка задачі синтезу САУ 9
9.1.1 Визначення поняття синтезу САУ 9
9.1.2 Вимоги до промислових систем управління (критеріальна стратегія синтезу) 10
9.1.3 Методологічні основи синтезу 11
9.1.4 Основні етапи створення САУ 12
9.1.5 Класифікація методів розв’язання задач синтезу 13
9.1.6 Коригуючі пристрої і способи їх включення в САУ 14
9.2 Наближені методи параметричного синтезу 18
9.2.1 Типові закони управління, регулятори і особливості їх застосування 18
Лекція 17 28
9.2.2 Формульний метод визначення настроювань регулятора 28
9.2.3 Метод незгасаючих коливань (метод Циглера-Ніколса) 28
9.2.4 Метод налаштування регуляторів за номограмами 29
9.2.5 Експериментальні методи настроювання регулятора 31
9.2.6 Розрахунок оптимальних налаштувань регулятора методом розширених частотних характеристик (щодо обмеження на міру загасання) 32
Лекція 18 40
9.2.7 Метод визначення оптимальних настроювань регулятора за частотним показником коливальності (метод В. Я. Ротача) 40
9.3 Точні методи параметричного синтезу 47
9.3.1 Синтез системи управління за мінімумом інтегральної оцінки якості 47
Лекція 19 53
9.4 Методи структурно-параметричного синтезу 53
9.4.1 Синтез системи управління методом ЛАЧХ 53
Лекція 20 65
9.4.2 Структурно-параметричний синтез ідеального регулятора (регулятор Ресвіка) 65
9.4.3 Метод стандартних перехідних функцій 72
9.5 Реалізація коригуючих пристроїв (регуляторів) 74
9.5.1 Пасивні чотириполюсники постійного струму 75
9.5.2 Активні чотириполюсники постійного струму 76
Додаток А 80
Додаток Б 82
Додаток В 83
Додаток Г 85
Список використаної літератури 86
ВСТУП
Однією з найважливіших складових автоматизації технологічних процесів є автоматичне управління, яке має на меті підтримку (стабілізацію) заданого значення регульованих змінних або їх зміну за заданим у часі законом (програмне регулювання) з необхідною точністю, що дозволяє забезпечити одержання продукції потрібної якості, а також безпечну й економічну роботу технологічного устаткування. Досягнення зазначеної мети можливе лише завдяки побудові або синтезу ефективних систем автоматичного управління.
Цей конспект лекцій являє собою виклад другої, заключної, частини курсу лекцій «Теорія автоматичного управління», присвяченого центральній проблемі лінійної теорії автоматичного управління – задачі синтезу лінійних систем автоматичного управління, яка, у широкому сенсі, полягає у визначенні складу, структури (конфігурації) системи автоматичного управління, параметрів усіх її пристроїв і технічних засобів реалізації за умови задоволення заданого комплексу технічних вимог. Це завдання є досить складним, неоднозначним, та таким, що вимагає глибоких знань і творчого підходу при його розв'язанні. Якщо багато інших важливих задач теорії управління (як, наприклад, стійкість) вивчаються й іншими науками, то задача синтезу систем автоматичного управління – це задача безпосередньо самої теорії управління.
Лекція 16