- •1.1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •1.2. Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины
- •2. Цели и задачи дисциплины преподавания и изучения дисциплины
- •Рекомендуемая учебно-методическая литература
- •Список понятий, знание которых необходимо на момент начала изучения курса
- •Тема 1. Основные понятия и определения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Система «Станок-процесс резания» как объект управления.
- •1.3. Классификация систем автоматического управления.
- •1.4. Структурная схемы сау
- •Вопросы
- •Тема 2. Принципы управления
- •2.1. Принцип управления по возмущению.
- •2.2. Принцип управления по отклонению.
- •2.3. Комбинированный принцип управления.
- •Вопросы.
- •Тема 3. Статика систем автоматического управления
- •3.1. Определение результирующих передаточных коэффициентов
- •3.2. Графические способы построения статических характеристик.
- •3.3. Линеаризация статических характеристик сау
- •Вопросы.
- •Тема 4. Динамика линейных систем автоматического управления.
- •Вопросы
- •Тема 5. Типовые динамические звенья
- •5.1. Основные характеристики.
- •5.2 Основные типовые динамические звенья
- •5.2.1. Безинерционное звено.
- •5.2.2. Апериодическое звено
- •5.2.3. Интегрирующее звено
- •5.2.4. Дифференцирующее звено
- •5.2.5. Колебательное звено
- •5.3. Правила структурных преобразований сау и определение передаточных функций сложных систем.
- •Вопросы.
- •Тема 6. Характеристики основных элементов сау.
- •1. Усилители мощности
- •1.1. Тиристорный преобразователь.
- •1.2. Широтно-импульсный преобразователь.
- •2. Измерительные преобразователи и датчики.
- •2.1 Датчик тока
- •2.2. Датчики скорости
- •2.3. Датчики положения механизма.
- •3. Электромеханические преобразователи
- •3.1. Электродвигатель постоянного тока
- •3.2. Асинхронный электродвигатель
- •3.3. Бесконтактный электродвигатель
- •4. Механические системы.
- •5. Процесс механообработки
- •Вопросы.
- •Тема 7. Устойчивость и наблюдаемость систем автоматического управления.
- •7.1. Математический признак устойчивости.
- •7.2. Критерии устойчивости линейных сау.
- •7.2.1. Алгебраический критерий Гурвица
- •7.2.2. Алгебраический критерий Рауса.
- •7.2.3. Частотный критерий Михайлова.
- •7.2.4. Частотный критерий Найквиста.
- •7.2.5. Логарифмический частотный критерий.
- •7.3. Понятие об управляемости системы и ее наблюдаемости.
- •Вопросы.
- •Тема. 8. Оценка качества регулирования сау
- •8.1. Точность в типовых режимах
- •8.2. Коэффициенты ошибок
- •8.3. Оценка запаса устойчивости и быстродействия по переходной характеристике
- •8.3. Корневые методы оценки качества
- •8.4. Интегральные оценки качества
- •8.5. Частотные критерии качества
- •Вопросы.
- •Тема 9. Проектирование регуляторов технологических агрегатов
- •9.1. Общие замечания
- •9.2. Синтез сау методом логарифмических частотных характеристик
- •9.3. Подчиненное управление в сау
- •9.4. Модальное управление в сау
- •Вопросы.
- •Тема 10. Наблюдающие устройства.
- •10.1. Наблюдающие устройства Льюинбергера
- •10.2. Наблюдающее устройство идентификации
- •10.3. Редуцированное устройство идентификации.
- •Вопросы.
- •Тема 11. Дискретные системы
- •11.1. Импульсные, релейные и цифровые сау
- •11.2. Математический аппарат описания импульсных систем
- •12. Цифровые сау
- •12.1. Процессы протекающие в системах цифрового управления.
- •12.2. Методика вывода дискретных передаточных функций
- •12.3. О синтезе систем с цвм методом лчх
- •12.3.1. Цифровая коррекция
- •12.3.2. Цифровые регуляторы
- •12.3.4. Алгоритмы программ цифровых фильтров
- •12.4.Об эффекте квантования параметров
- •Вопросы.
Ивановский государственный энергетический университет
Кафедра "Технология автоматизированного производства"
Электронный конспект лекций по курсу
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Автор: Фалеев Михаил Владимирович
доктор технических наук, профессор
Введение
1.1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Согласно п.п. 2.2.3 ГОС "Требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 120100", выпускник (дипломированный специалист) в результате усвоения дисциплины "Теория автоматического управления" должен:
иметь представление о типах систем автоматического управления;
знать методы теоретического и экспериментального исследования с использованием современных методов планирования эксперимента, средств вычислительной техники;
иметь опыт анализа и синтеза систем автоматического управления.
В обязательный минимум содержания образовательной программы подготовки по теории автоматического управления должны входить:
системы автоматического управления;
математическое описание систем автоматического управления с помощью дифференциальных уравнений, линеаризация, передаточная функция;
устойчивость линейных систем автоматического управления;
анализ качества процессов;
синтез линейных систем автоматического управления и их исследование в пространстве состояний;
основы теории нелинейных систем автоматического управления;
нелинейные импульсные системы.
Элементы разработанной программы, соответствующие требованиям ГОС к целевым установкам и минимума содержания (см. п.1.2. и п.1.3. данной программы) выделены в последующем тексте подчеркиванием.
1.2. Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины
Высшая математика; электроника; электрические машины; ТОЭ; информатика; электрооборудование автомобилей и тракторов; ТММ.
2. Цели и задачи дисциплины преподавания и изучения дисциплины
Системы управления автоматизированным производством представляются объектами, способными к автоматической адаптации относительно окружающей среды и условий эксплуатации.
Квалификация современного инженера по разработке систем автоматизированного управления технологическим оборудованием, включающих в себя электронные и микропроцессорные системы, в итоге определяется уровнем его математических знаний в области теории автоматического управления и математического моделирования указанных систем на ЭВМ.
Целью изучения курса является освоение студентами основ теории автоматического управления и математического аппарата моделирования автоматических систем автоматики и электроники. Данный курс нацеливает студентов на освоение системного подхода к разработке автоматизированных систем управления технологическим оборудованием.
Весь лекционный курс, объемом 36 часов, разбит на 12 тем.
Рекомендуемая учебно-методическая литература
Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. — М.: Наука, 1975.
Лукас В. А. Теория автоматического управления. – М.: Недра, 1990. – 416 с.
Брюханов В. Н. и др. Теория автоматического управления. –М: Высшая школа, 2000 г.
Остр¨м К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ: Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. - 480 с., ил.
Оппенгейм Э., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов/ Пер. с англ./ Под ред. С. Я. Шаца. — М.: Связь, 1979. - 416 с.
Антонью А. Цифровые фильтры: анализ и проектирование/ Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1983. - 320 с.
Гольденберг Л. М., Матюшкин Б. Д., Поляк М. Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. — М.: Радио и связь, 1985. –312 с., ил.
Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения: В 2 т./ Пер. с англ. Ф. М. Писаренко с предисловием А. М. Яглома — М.: Мир, 1971.
Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления/ Под редакцией В. А. Бесекерского. — M.: Наука, 1978.
Бронштейн И.Н., Семендяев К.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. — М.: Наука,1986.
