Введение

Автоматизация является объективно необходимым условием технического прогресса и открывает возможности для роста эффективности производства. Успешное решение экономических и социальных задач возможно только с применением высокопроизводительных автоматических линий, автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Для управления техническим процессом создается автоматическая система, которая должна выполнять заданные функции с требуемой точностью, несмотря на различные помехи. Постоянное усложнение систем, связанное с повышением требований к точности и качеству, приводило к необходимости создания эффективных методов исследования. Создание различных регуляторов, машин заложило основы теории математического описания, устойчивости, методов исследования качества регулирования. Совершенствовались теоретические и экспериментальные методы исследования; разрабатывались частотные методы, сочетающие аналитические и графические приемы. Технические средства, используемые для создания систем управления и регулирования, в последнее время достигли значительного прогресса. Но теория автоматического управления достаточно развита и позволяет использовать методы исследования управления объектами самого различного назначения.

Системы автоматического управления (САУ) решают задачу формирования на основе цели управления и информации управляющих сигналов, воздействующих на объект таким образом, чтобы объект реализовал заданную цель управления.

Основной задачей систем автоматического регулирования (САР) является воспроизведение с наименьшей погрешностью некоторого входного сигнала, при этом цель регулирования состоит в сведении к минимуму ошибки между входным и выходным сигналами.

Система автоматического управления является верхним уровнем в иерархии управления объектами, а система автоматического регулирования играет роль нижнего уровня, на котором выполняется коррекция отклонений траектории движения объекта, соответствующей управляющему сигналу, из-за действия случайных возмущений и помех, неопределенности описания объекта и т. д. В общем случае САР связана непосредственно с процессами материального производства и остается базой для построения САУ, функциональное назначение которой заключается в формировании управляющих воздействий на основе алгоритмов и исходя из цели управления, отработке этих воздействий на требуемом уровне выходной мощности и с необходимой точностью при помощи САР в условиях действия возмущений и помех.

При проектировании конкретных САР и САУ важное значение имеет знание областей применимости используемых методик и характеристик, их взаимной связи, их связи с классическими методами теории автоматических систем.

Практикум состоит из трех частей. Первая включает в себя методические рекомендации по выполнению лабораторных работ, посвященных анализу систем автоматического управления. В ней приводятся основные теоретические положения, задания и контрольные вопросы. Вторая часть содержит методические указания по курсовому проектированию, в которых рассматривается порядок выполнения курсового проекта и приводится пример анализа и синтеза автоматической системы управления. Третья часть посвящена самостоятельной работе студентов. В ней приводятся варианты заданий, выполнение которых обеспечит студенту освоение теоретических и практических вопросов автоматизации производственных процессов.