Введение

Для того чтобы различные технические устройства и системы выполняли требуемые функции необходимо организовать тот или иной процесс управления. Процесс управления может быть реализован «ручным» способом или с помощью совокупности технических средств, которые, в общем случае, называют системами автоматического управления.

Чтобы отличить управляемое от неуправляемого, обычно прибегают к понятию целесообразности, под которым понимают соответствие объекта определенному состоянию. Достижение этого состояния связано с воздействием процесса управления на объект. Управление может быть привнесено извне, а может быть присуще самому объекту. В последнем случае мы говорим о самоуправлении или автоматизме (от греч. самодействующий). Кибернетика, как правило, изучает самоуправляющиеся системы, т.е. такие, где хотя бы один элемент является самоуправляющимся, определяющим целесообразность управления объектом. Кибернетика – это наука об управлении в сложных динамических системах различной природы, где сложность понимается как наличие в системе разнородных элементов (человек, природа, техника) и разнообразных связей между ними (положительных, отрицательных, прямых, обратных и др.).

В зависимости от класса объекта управления кибернетика подразделяется на техническую, организационную, экономическую, медицинскую и др.

Техническая кибернетика (или теория автоматического управления) – отрасль науки, изучающая технические системы с помощью идей и методов кибернетики. Основная задача управления техническим объектом – найти и реализовать в данных условиях алгоритм управления, при котором выполняются требования, предъявляемые к процессу.

Техническими средствами для реализации систем управления являются средства получения информации (датчики), ее передачи и обработки и средства регулирования (регуляторы, исполнительные механизмы, регулирующие органы).

Необходимость внедрения и развитие систем автоматического управления способствовали созданию отдельного научно-технического направления, которое включает элементную базу, теоретические вопросы анализа и синтеза, вопросы проектирования и обеспечения требуемой надёжности.

Вместе с тем, это отдельное направление имеет тесную связь с электроникой, электротехникой, математикой и другими разделами науки и техники.

Дисциплина «Автоматика» является одной из базовых дисциплин в подготовке инженеров технических ВУЗов. Знания основ автоматики, методов анализа и синтеза систем автоматического управления и регулирования, необходимы при разработке и эксплуатации автоматического оборудования, при проектировании и расчете отдельных устройств, применяемых для автоматизации производственных процессов.

Целью данной дисциплины является изучение круга вопросов, которые представляют собой разделы теории автоматического управления и регулирования. Рассматриваемые вопросы являются наиболее общими и характеризуют с единых позиций процессы, происходящие в системах автоматического управления и регулирования. В данной дисциплине предусмотрено изучение принципов построения, методов анализа и синтеза систем автоматического управления и регулирования.

Основные задачи изучения дисциплины:

– изучение методологии математического описания и структуры построения САУ и САР;

– изучение основных принципов и концепции построения систем автоматического управления;

– изучение принципов анализа и синтеза систем автоматического управления и регулирования;

– изучение основных проблем и перспектив развития теории автоматического управления (ТАУ) и регулирования (ТАР);

– изучение принципов действия основных устройств, обеспечивающих автоматизацию контроля, управления и регулирования производственными процессами в приборостроении;

После изучения дисциплины Вы должны уметь:

– выбрать и обосновать функциональную схему автоматической системы управления и регулирования;

– обоснованно выбирать структуры и схемы регулирования и управления физическими величинами;

– определять передаточные функции динамических звеньев и находить математическую модель системы в целом;

– производить исследование устойчивости, оценку качества и синтез линейных непрерывных и дискретных систем автоматического регулирования;

– производить выбор и расчет исполнительных механизмов следящих систем с учетом динамических свойств системы