фГбОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»

Н.Э. Самойленко

ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2012

УДК 681.365

Самойленко Н.Э. Линейные системы автоматического управления: учеб. пособие / Н.Э. Самойленко. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. 108 с.

Учебное пособие содержит общие принципы построения систем автоматического управления (САУ), методы синтеза, анализа и коррекции линейных САУ, а также методические и справочные материалы, необходимые для самостоятельной работы студентов в ходе подготовки к интерактивным учебным занятиям.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 211000 «Конструирование и технология электронных средств», профилю «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», дисциплине «Основы САПР».

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 1997-2003 и содержится в файле УМК_САУ_бак.doc

Табл. 1. Ил. 62. Библиогр.: 4 назв.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. А.В. Муратов

Рецензенты: кафедра основ радиотехники и электроники

Воронежского института ФСИН России

(нач. кафедры канд. техн. наук, доц.

Р.Н. Андреев);

д-р техн. наук, проф. В.М. Питолин

 Самойленко Н.Э., 2012

 Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012

Введение

В учебном пособии отражена методика изучения курса, изложены теоретические основы, необходимые для его успешного усвоения в комплексе с задачами, примерами, тестовыми заданиями и вопросами для самопроверки, что обеспечивает комплексную методическую поддержку самостоятельного изучения дисциплины.

В состав учебного пособия входят разделы: основные понятия САУ, принципы построения линейных САУ, классификации САУ, структура и основные элементы САУ. критерии устойчивости линейных систем и методы синтеза дискретных САУ на основе аналогового прототипа.

Цели и задачи дисциплины Б3.Б.11 «Основы управления техническими системами»: ознакомление студентов с концептуальными основами автоматики как современной комплексной прикладной науки об управлении в технических и человеко-машинных системах; формирование научного мировоззрения на основе знания особенностей процессов управления сложными системами различной природы; воспитание навыков научной и инженерной культуры.

Основные дидактические единицы (разделы) дисциплины перечислены ниже.

Введение. История автоматики и теории управления. Понятие системы. Системы и их модели. Свойства моделей. Составление моделей. Функциональные, структурные и принципиальные схемы систем. Физические процессы в системах. Сущность процесса управления. Принципы и алгоритмы управления. Основные структуры систем с обратной связью.

Математическое описание систем. Эквивалентные и неэквивалентные преобразования моделей. Линеаризация. Передаточные функции. Гармоническая линеаризация. Статистическая линеаризация. Математическое описание линейных непрерывных систем. Временные и частотные характеристики. Корневой годограф.

Математическое описание дискретных систем. Z-преобразование. Передаточные функции и корневой годограф дискретных систем. Преобразование энергии в элементах автоматических систем. Линейные модели элементарных динамических систем.

Устойчивость систем. Понятие и виды устойчивости. Теория А.М. Ляпунова. Устойчивость линейных систем. Критерии устойчивости. Параметрический анализ устойчивости. Устойчивость дискретных систем.

Качество и эффективность автоматического регулирования. Точность автоматических систем в установившихся режимах. Оценка качества процессов по временным характеристикам. Корневые оценки качества регулирования. Синтез робастных систем. Синтез систем с ПИД-регуляторами.

Многомерные системы. Адаптивные системы.

В результате изучения дисциплины «Основы управления техническими системами» студент должен:

знать: базовые представления об основах автоматического управления, принципы автоматического управления, основные структурные схемы и элементы систем, методы анализа устойчивости систем и качества регулирования, принципы оптимального управления техническими системами, основы моделирования и расчетов в области автоматики;

уметь: проектировать и реализовывать автоматические системы управления техническими системами, составлять математическое описание объектов управления, выбирать технические средства для систем регулирования, выполнять компьютерное моделирование систем, проводить экспериментальные исследования и наладку систем автоматики различного назначения;

владеть: навыками работы с основными измерительными и регулирующими приборами, основами нормативных документов и стандартов в области автоматизации, метрологии, связи и вычислительных средств и систем; методами интерпретации процессов регулирования с применением современного вычислительного программного обеспечения