Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Теорія автоматичного управління» для студентів напряму підготовки 6.050202 – «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» / Упоряд.: О.В. Токарєва, Г.В. Пономарьова. – Харків: ХНУРЕ, 2011. – 84 с.

Упорядники: О.В. Токарєва,

Г.В. Пономарьова

Рецензент: В.В. Усик, канд. техн. наук, доц. каф. ТАВР ХНУРЕ

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень та термінів 4

Вступ 5

1 Дослідження часових та частотних характеристик типових динамічних ланок лінійних САУ 7

2. Дослідження часових та частотних характеристик багатоконтурних лінійних САУ з перехрещеними зв’язками 22

3. Дослідження стійкості та якості лінійних САУ 27

4. Дослідження лінійних САУ з запізненням 40

5. Дослідження основних законів управління у лінійних САУ 46

6 Дослідження перехідних характеристик імпульсних систем автоматичного управління 54

7 Дослідження стійкості імпульсних систем автоматичного управління 64

8 Дослідження нелінійних САУ методом фазової площини 69

Перелік посилань 76

Додаток А. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 1 77

Додаток Б. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 2 79

Додаток В. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 3 80

Додаток Г. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 5 81

Додаток Д. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 6 82

Додаток Е. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 7 83

Додаток Ж. Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи 8 84

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень та термінів

АІМ – амплітудно-імпульсна модуляція

АФЧХ амплітудно-фазова частотна характеристика

АЧХ – амплітудна частотна характеристика

ДЧХ– дійсна частотна характеристика

ЛЧХ – логарифмічна частотна характеристика

ЛАЧХ – логарифмічна амплітудна частотна характеристика

ЛФЧХ – логарифмічна фазова частотна характеристика

САУ – система автоматичного управління

УЧХ – уявна частотна характеристика

ФЧХ – фазова частотна характеристика

ШІМ – широтно-імпульсна модуляція

ВСТУП

Зростаючий технічний та інтелектуальний рівень комп’ютерної техніки потребує від спеціалістів знань у галузі автоматики та управління. Здобути ці знання майбутнім спеціалістам допоможе вивчення дисципліни «Теорія автоматичного управління», яка входить до циклу дисциплін теоретичної та практичної підготовки бакалаврів за напрямом 6.050202 – «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології».

Системи автоматичного управління (САУ) є найважливішими складовими більшості сучасних точних та складних технічних пристроїв, технологічного обладнання і виробничих комплексів. Інтенсивний розвиток теорії автоматичного управління тісно пов'язаний зі швидким розвитком галузей науки і техніки, в яких знаходять застосування її методи і принципи, з розповсюдженням і розширенням можливостей комп’ютерної техніки та проникненням її в усі галузі управлінської діяльності. Розроблюються нові підходи до розв'язання традиційних задач, створюються нові напрями у цій галузі науки. Якщо на початковій стадії створення теорії автоматичного управління більше уваги приділялося частотним методам, то надалі розвиваються методи, застосовані у просторі станів [1].

Дисципліна «Теорія автоматичного управління» базується на знаннях з таких дисциплін: вища математика, фізика, хімія, прикладна механіка, алгоритмізація та програмування. Відповідно до навчального плану під час вивчення дисципліни студенти виконують лабораторний практикум, який охоплює базові розділи теорії автоматичного управління.

Метою лабораторних робіт є закріплення і поглиблення теоретичного матеріалу з дисципліни «Теорія автоматичного управління» та практичне оволодіння методами дослідження і синтезу САУ.

Студенти повинні завчасно підготуватися до виконання лабораторної роботи. Для цього необхідно повторити відповідний лекційний матеріал і дані практичних занять, вивчити теоретичний матеріал за інформаційними джерелами і розробити програму досліджень. Лабораторний практикум розрахований на активну індивідуальну діяльність кожного студента. Лабораторні роботи виконуються за індивідуальними завданнями, які запропоновані викладачем.

Під час підготовки до лабораторних робіт особливу увагу слід приділити вивченню та дотриманню правил техніки безпеки. До виконання лабораторних робіт допускаються студенти, які отримали допуск за співбесідою та пройшли інструктаж із техніки безпеки, ознайомилися з правилами поведінки у лабораторії та особливостями користування технічними засобами.

Індивідуальне оформлення звіту з лабораторної роботи має відповідати вимогам стандарту ДСТУ 3008-95 [2]. Опрацювання даних досліджень слід проводити з використанням обчислювальної техніки. Захист лабораторної роботи відбувається під час занять у встановлений викладачем час. Якщо оцінка незадовільна, то студент повинен захищати роботу вдруге, після її виправлення та доопрацювання. Під час підготовки до захисту роботи слід орієнтуватися на перелік контрольних запитань та завдань, розташованих у кінці кожної лабораторної роботи.

Основні вимоги з дотримання правил техніки безпеки під час виконання лабораторних робіт такі:

– під час роботи з обладнанням слід керуватися правилами експлуатації електрообладнання напругою до 1000 В;

– забороняється працювати з обладнанням без дозволу викладача;

– не менше ніж один раз на дві академічні години необхідно робити перерву для провітрювання приміщення;

– торкатися металевих частин обладнання можна тільки однією рукою, інша рука не повинна торкатися інших частин обладнання або людей;

– у разі виявлення пошкодження обладнання або заземлення слід негайно припинити роботу та повідомити викладача та інженера.