А.Н. Лукин

Теория автоматического управления

Конспект лекций

Министерство образования Российской Федерации

Магнитогорский государственный технический университет

имени Г.И. Носова

А.Н. Лукин

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве методического пособия для студентов специальности 180400

“Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов”

М

агнитогорск 2004

УДК 62.52 (075.8)

Рецензенты:

Лукин А.Н.

Теория автоматического управления. Конспект лекций. – Магнитогорск: МГТУ, 2004. - 198с.

В учебном пособии изложены основы теории линейных систем автоматического управления.

В пособии приводятся общие сведения и определения теории автоматического управления и регулирования, описываются принципы управления, математическое описание систем, приведено математическое описание систем, динамические характеристики звеньев и САУ. Рассматриваются принципы построения и расчёт систем подчинённого регулирования с последовательной коррекцией.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 180400 а также может быть полезно инженерам, занимающимся проектированием и эксплуатацией систем автоматизированного электропривода.

©

МГТУ им. Г.И. Носова, 2004

© Лукин А.Н., 2004

Введение

Курс теории автоматического управления ставит своей целью ознакомление с общими принципами построения, с методами анализа и синтеза наиболее широкого класса автоматических систем, а именно: систем автоматического управления и регулирования. Принципы построения систем автоматического управления связаны с общими законами управления, значение которых выходит далеко за пределы технических задач. Однако теория автоматического управления сформировалась в самостоятельную науку, в первую очередь, на основе изучения процессов управления техническими устройствами. Изучение принципов построения и исследования систем управления в данном курсе производится на основе рассмотрения управления различными техническими устройствами. В то же время, рассматриваемые принципы управления имеют более широкий общий смысл и могут быть применены при изучении процессов управления в совершенно иных системах, например, в биологических, экономических, общественных и других.

Методы исследования, разработанные в теории автоматического управления и регулирования, являются довольно общими методами, область применения которых выходит за рамки практического приложения данной дисциплины.

Принципы управления (регулирования), на основе которых строятся технические системы, имеют универсальный характер. Аналогичные принципы (например, принцип обратной связи) присущи регуляционным системам живых организмов, системам управления производством, обществом и т. д.

Следовательно, объектами управления могут быть: живые организмы, коллективы людей, производственные предприятия, заводы, цехи, отдельные станки, машины.

Однако, в настоящем курсе в качестве объектов управления рассматриваются технические устройства и, в первую очередь, наиболее простые. В зависимости от объекта и задачи управления, системы управления могут быть различными – от самых простых систем, поддерживающих неизменной какую-либо величину (например, напряжение, ток, температуру, давление и т. д.), до сложных, содержащих вычислительные машины и другие устройства, решающих задачи оптимального управления, самонастройки и другие.

Задачи автоматического управления охватывают также вопросы адаптации, самонастройки систем управления, в соответствии с изменением её параметров или внешних воздействий, вопросы обеспечения оптимального функционирования систем управления.

Необходимость внедрения и развития систем автоматического управления, способствовали созданию отдельного научно-технического направления, которое включает элементную базу, теоретические вопросы анализа и синтеза, вопросы проектирования и расчёта систем, получения требуемого качества управления и надёжности.

Целью данного конспекта лекций является изучение круга вопросов, связанных с теорией автоматического управления и регулирования. Рассматриваемые вопросы являются наиболее общими и характеризуют с единых позиций процессы, происходящие в системах автоматического управления и регулирования.