- •Понятие управления. Автоматическое и автоматизированное управление. Классификация систем автоматического управления (сау).
- •Функциональные схемы сау: разомкнутые и замкнутые сау. Обратная связь и ее типы.
- •Структурные схемы систем и их эквивалентные преобразования.
- •Формула Мейсена
- •Временные характеристики систем. Переходная характеристика.
- •Частотные характеристики систем.
- •Логарифмические характеристики.
- •Передаточная функция: определение и типы
- •Типовые звенья и их характеристики
- •Основные законы регулирования.
- •Необходимое и достаточное условие устойчивости линейных систем
- •Алгебраический критерий устойчивости (Рауса-Гурвица)
- •Критерий устойчивости Михайлова.
- •Критерий Найквиста.
- •Точность систем автоматического управления в типовых режимах.
- •Понятие переходного процесса. Оценка качества системы по переходной характеристике.
- •Методы построения переходного процесса.
- •Прямые и косвенные методы исследования качества управления.
- •Основные методы повышения точности систем
- •Теория инвариантности и комбинированное управление (далее ку)
- •Корректирующие средства
- •Основные принципы повышения запаса устойчивости систем
- •Система с переменными параметрами (далее спр). Нормальная и сопряженная весовые функции
- •Параметрическая передаточная функция (далее ппф) нестационарной системы
- •Методы анализа нестационарных систем
- •Системы с запаздыванием
- •Нелинейные системы, общие понятия, особенности динамики, типовые нелинейности.
- •Метод малых отклонений. Первый метод Ляпунова. Типы особых точек
- •Метод интегрированной аппроксимации (на примере системы с реле)
- •Второй метод Ляпунова
- •Частотный критерий устойчивости в. М. Попова.
- •Методы малого параметра (аналитические методы)
- •Метод гармонического баланса.
- •Преобразование случайных сигналов линейными системами.
- •Преобразование случайных сигналов нелинейными системами.
- •Статистически оптимальные параметры линейных систем.
- •Статистически оптимальные системы. Уравнение Винера-Хопфа (на примере не реализуемой системы).
- •Решение уравнения Винера-Хопфа (для физически реализуемой системы.) Решение уравнения Винера-Хопфа для физически реализуемой системы.
- •Преобразование случайных сигналов безынерционными нелинейными системами.
- •Метод статистической линеаризации.
- •Понятие об оптимальных системах. Примеры постановки задач оптимального управления.
- •Синтез управляющего устройства оптимальной по быстродействию системы методом фазовой плоскости.
- •Вариационное исчисление и основные задачи вариационного исчисления. Перечислите основные задачи вариационного исчисления?
- •Основная задача минимизации. Случай закрепленных конечных точек.
- •Случай подвижных конечных точек. Задача перехвата.
- •Вариационное исчисление в задачах оптимального управления. Управление по минимуму интегральной оценки.
- •Учет физических ограничений и множители Лагранжа (на примере)
- •Обобщенная задача оптимального управления.
- •Принцип максимума Понтрягина.
- •Метод динамического программирования Беллмана.
-
Критерий устойчивости Михайлова.
; ;
Годограф характеристического вектора D(jw), т.е. кривую, которую описывает характеристический вектор при изменении частоты от 0 до бесконечности, называют кривой Михайлова. При an > 0 кривая Михайлова начинается в положительной вещественной полуоси.
Для устойчивости, необходимо и достаточно, чтобы при а0 > 0 ее кривая Михайлова, начинаясь с положительной вещественной полуоси, последовательно обходила n квадрантов в положительном направлении (против часовой стрелки).
Кривые Михайлова устойчивых систем не пересекают начало координат и уходят в бесконечность в n-том квадранте.
Чем дальше от границы устойчивости ( от начала координат) тем больше запас устойчивости.
-
Критерий Найквиста.
Критерий Найквиста используется для исследования устойчивости замкнутых систем.
Для того, чтобы замкнутая система с отрицательной обратной связью была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ) разомкнутой системы охватывала точку (-1; j0) в положительном направлении l/2 раз, где l – число правых корней характеристического уравнения разомкнутой системы.
Здесь предполагается, что у характеристического уравнения разомкнутой системы l корней являются правыми, а остальные n-l корней являются левыми.
Если разомкнутая система устойчива, то для устойчивости замкнутой устойчивости системы с отрицательной обратной связью необходимо и достаточно, чтобы АФЧХ разомкнутой системы не охватывала точку (-1; j0).
Случай наличия нулевых корней.
Если характеристическое уравнение разомкнутой системы имеет нулевые корни, то есть ее передаточную функцию можно представить в виде
то АФЧХ при уходит в бесконечность. В этом случае АФЧХ дополняется дугой окружности бесконечно большого радиуса. И для устойчивости замкнутой системы АФЧХ должна l/2 раз охватывать или при l=0 (разомкнутая система устойчива) не охватывать точку (-1; j0).
-
Точность систем автоматического управления в типовых режимах.
Качество работы любой системы определяется величиной ошибки – разность между требуемым и действительным значениями регулируемой величины. Критерий качества - используются для определения качественных показателей системы регулирования.
Критерии качества систем регулирования
-
Критерии точности
-
Критерии определения запаса устойчивости
-
Быстродействие системы регулирования
-
Комплексные критерии дающие оценку некоторых обобщенных свойств (могут учитывать предыдущие 3 критерия)
Для оценки точности системы регулирования используется величина ошибки в различных типовых режимах.
Неподвижное состояние. - Установившееся состояние при постоянных значениях задающего и возмущающего воздействий. Ошибка будет называться статической.
Движение с постоянной скоростью - Режим применяется в следящих системах и программного регулирования.
Движение с постоянным ускорением - Режим применяется в следящих системах и программного регулирования.
Движение по гармоническому (синусоидальному) закону.