Міністерство освіти і науки україни
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до практичних занять з дисципліни
“ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ”
та "ОСНОВИ АВТОМАТИКИ ТА УПРАВЛІННЯ”
Харків 2009
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до практичних занять з дисципліни
“ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ”
та "ОСНОВИ АВТОМАТИКИ ТА УПРАВЛІННЯ”
для студентів усіх форм навчання за напрямами підготовки
6.050201 – “Системна інженерія”,
6.050202 – “Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології”,
6.050902 – “Радіоелектронні апарати”
ЗАТВЕРДЖЕНО
кафедрою ТАВР.
Протокол №15 від 02.12.2008.
Харків 2009
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни "Теорія автоматичного управління" та "Основи автоматики та управління" для студентів усіх форм навчання за напрямами підготовки 6.050201 – “Системна інженерія”, 6.050202 – “Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології”, 6.050902 – “Радіоелектронні апарати” / Упоряд.: В.В. Усик, Я.Ю. Корольова. – Харків, ХНУРЕ, 2009. – 84 с.
Упорядник: в.В. Усик
Я.Ю. Корольова
Рецензент В.В. Євсєєв, канд. техн. наук, доцент каф. ТАВР
Навчальне видання
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
До практичних занять з дисципліни
“ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ” та
"ОСНОВИ АВТОМАТИКИ ТА УПРАВЛІННЯ”
для студентів усіх форм навчання за напрямами підготовки 6.050201 – “Системна інженерія”, 6.050202 – “Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології”, 6.050902 – “Радіоелектронні апарати”
Упорядник УСИК Вікторія Валеріївна
КОРОЛЬОВА Яна Юріївна
Відповідальний випусковий І.Ш. Невлюдов
Редактор Б.П. Косіковська
Комп'ютерна верстка Л.Д. Медведєва
План 2009, (перше півріччя), поз. 68.
Підп.
до друку 07.04.05. Формат
. Спосіб друку – ризографія.
Умов. друк. арк. 4,8. Облік. вид. арк. 4,4. Тираж 50 прим.
Зам. № 1-68. Ціна договірна.
ХНУРЕ, 61166 Харків, просп. Леніна, 14.
Віддруковано в навчально-науковому
видавничо-поліграфічному центрі ХНУРЕ.
ЗМІСТ
|
Вступ …………………………………………………………………………… |
4 |
|
1 Визначення передатних функцій та побудова часових характеристик неперервних лінійних САК …………………………………………………... |
5 |
|
2 Визначення частотних функцій та побудова частотних характеристик неперервних лінійних САК …………………………………………………... |
11 |
|
3 Побудова асимптотичних логарифмічних амплітудно- та фазочастотних характеристик неперервних САК ……………………………………………. |
16 |
|
4 Перетворення структурних схем неперервних лінійних САК …………… |
19 |
|
5 Дослідження стійкості неперервних лінійних САК за алгебраїчними критеріями ……………………………………………………………………... |
23 |
|
6 Дослідження стійкості неперервних лінійних САК за частотними критеріями ……………………………………………………………………... |
27 |
|
7 Оцінка якості неперервних лінійних САК у перехідному та сталому режимі …………………………………………………………………………. |
30 |
|
8 Синтез коригуючих пристроїв за логарифмічними частотними характеристиками ……………………………………………………………... |
37 |
|
9 Визначення передатних функцій та побудова перехідних і частотних характеристик імпульсних САК ……………………………………………… |
41 |
|
10 Дослідження стійкості імпульсних САК за алгебраїчними та частотними критеріями стійкості ……………………………………………. |
48 |
|
11 Дослідження нелінійних систем методом фазової площини …………… |
55 |
|
12 Дослідження нелінійних систем методом гармонічної лінеаризації …… |
61 |
|
Перелік посилань ……………………………………………………………... |
67 |
|
Додаток А – Варіанти завдань до практичних занять 1, 2 ………………….. |
68 |
|
Додаток Б – Варіанти завдань до практичного заняття 3 …………………... |
69 |
|
Додаток В – Варіанти завдань до практичних занять 4 …………………….. |
70 |
|
Додаток Г – Варіанти завдань до практичних занять 5, 6 ………………….. |
74 |
|
Додаток Д – Варіанти завдань до практичних занять 7 …………………….. |
75 |
|
Додаток Е – Варіанти завдань до практичних занять 8 …………………….. |
76 |
|
Додаток Ж – Варіанти завдань до практичних занять 9, 10 ………………... |
78 |
|
Додаток К – Коефіцієнти гармонічної лінеаризації типових нелінійних ланок …………………………………………………………………………… |
79 |
|
Додаток Л – Варіанти завдань до практичних занять 11, 12 ………………. |
80 |
|
Додаток М – Таблиця перетворень Лапласа ………………………………… |
82 |
|
Додаток Н – Таблиця Z-перетворень ………………………………………… |
83 |
ВСТУП
Сучасний етап розвитку промислового виробництва характеризується переходом до використання передових технологій, прагненням досягти виключно високих експлуатаційних характеристик як діючого, так і проекто-ваного обладнання, необхідністю звести до мінімуму будь-які виробничі втрати. Неможливо уявити собі сучасну техніку без автоматичних пристроїв. Все це можливо тільки в умовах істотного підвищення якості керування промисловими об'єктами, в тому числі шляхом широкого застосування систем автоматичного керування (САК).
Постійний розвиток технології виробництва та технології керування призвів до створення таких виробничих процесів і типів обладнання, які неможливо розглядати у відриві від систем керування. Характерним прикладом є верстати з програмним керуванням, промислові роботи, автоматичні технологічні дільниці.
До наукових дисциплін, що складають науку про керування, входить теорія автоматичного керування, яка є теоретичною основою багатьох спеціальних дисциплін.
Вивчення дисциплін "Теорія автоматичного управління" та "Основи автоматики та управління" передбачається під час підготовки спеціалістів багатьох інженерних спеціальностей, які працюють у галузі автоматизації виробничих процесів, промислових пристроїв і створення систем автоматичного керування.
Метою практичних занять є закріплення і поглиблення теоретичного матеріалу з даної дисципліни та практичне оволодіння сучасними інженерними методиками аналізу і синтезу різних САК.
У результаті проведення практичних занять студенти повинні:
– знати методи аналізу і синтезу систем керування різними технологічними об’єктами і процесами, методи дослідження стійкості та якості перехідних процесів САК, методи синтезу САК;
– вміти складати диференційні рівняння і визначати передатні функції як окремих ланок САУ, так і всієї системи в цілому; дослідити стійкість системи за допомогою алгебраїчних і частотних критеріїв; розрахувати перехідні процеси в САУ, визначити схему і параметри коригуючих пристроїв.
Під час проведення практичних занять передбачається, що студенти володіють знаннями, отриманими під час вивчення таких дисциплін, як «Вища математика», «Теоретична механіка» та «Теоретичні основи електротехніки». Під час підготовки до практичних занять студенти мають вивчити відповідний лекційний матеріал, а також спеціальну технічну літературу. Кожне заняття передбачає питання для самоконтролю, а також приклади розв'язання різних задач з конкретним САК або їх окремих елементів.