- •Оглавление
- •Предисловие
- •В ведение
- •Лекция 1 основные понятия и определения теории информации, информатики и кибернетики. Принципы построения и классификации сар.
- •1.1 Основные понятия и определения теории информации,
- •Информатики и кибернетики
- •1.2 Процесс передачи информации в системах связи
- •1.3. Принципы построения сар
- •1.4. Схема сар с одной регулируемой переменной
- •1.5. Классификация сар
- •1.6. Статическое и астатическое регулирование
- •Лекция 2. Основные технические требования, предъявляемые к сар. Системы автоматического управления. Проблема управления. Примеры сар и сау
- •2.1. Основные технические требования предъявляемые кСар
- •2.2. Виды типовых воздействий
- •1. Единичный скачок
- •3. Для следящих систем.
- •5. Гармонический входной сигнал:
- •2.3. Переходные процессы
- •3) Статическое отклонение max;
- •2.4. Системы автоматического управления
- •3.2. Методика составления дифференциальных уравнений
- •3.3. Передаточные функции сар
- •Лекция 4. Частотные характеристики сар. Реакция сар на произвольный входной сигнал
- •4.1. Частотные характеристики сар
- •4.2. Переходной процесс
- •4.3. Вынужденное движение.
- •4.2. Реакция сар на произвольный входной сигнал
- •Используя определение для смещённого импульса
- •Лекция 5. Типовые звенья сар и их характеристики
- •5.1. Усилительное звено
- •5.2. Апериодическое звено
- •5.3. Колебательное звено
- •Используя следующие соотношения для логарифмических частотных характеристик:
- •Лекция 6. Алгебра передаточных функций сар. Построение и преобразование структурных схем сар. Построение логарифмических характеристик одноконтурных сар
- •6.1. Алгебра передаточных функций
- •Правила переноса точки объема
- •6.3. Правила переноса сумматора
- •6.4. Построение и преобразование структурных схем сар
- •6.5. Построение лачх и лфчх одноконтурных систем
- •6.6. Статические и астатические сар
- •Лекция 7. Устойчивость линейных сар. Аналитические и частотные критерии устойчивости сар: гурвица, михайлова, амплитудно-фазовый, d-разбиений. Запасы устойчивости сар
- •7.1. Устойчивость линейных сар
- •7.2. Алгебраический критерий устойчивости Гурвица
- •7.3. Частотные критерии устойчивости Критерий Михайлова
- •7.4. Амплитудно-фазовый критерий устойчивости ( критерий Найквиста–Михайлова)
- •При возрастании от 0 до
- •Если замкнутая система устойчива, то и, следовательно,
- •7.5. Анализ устойчивости по лах и лфх
- •7.6. Критерий d-разбиения
- •7.7. Запасы устойчивости сар по модулю и фазе
- •Лекция 8. Анализ качества линейных сар. Показатели качества. Частотный метод анализа. Определение добротности. Коэффициенты ошибок сар
- •8.1. Анализ качества линейных сар
- •8.2. Частотный метод
- •8.3. Определение переходных процессов
- •8.4. Определение точности сар
- •Коэффициент ошибок можно вычислить и по передаточной функции ошибки
- •9.1. Синтез линейных сар
- •9.2. Корректирующие Обратные Связи
- •9.3. Построение желаемой лах
- •9.4. Синтез кос
- •9.5. Параллельное корректирующее устройство
- •10.2. Соединения нелинейных звеньев Различают последовательное (рис.93), параллельное (рис. 94) и встречно-параллельное (рис.95) соединения нелинейных звеньев.
- •10.3. Уравнения движения нелинейных ас
- •10.4. Анализ нелинейных систем
- •Метод фазовых траекторий
- •Изображения процессов регулирования на фазовой плоскости
- •Допустим
- •Лекция 11. Анализ и синтез сау при случайных воздействиях. Случайные величины, функции и процессы. Спектральные плотности и корреляционные функции сигналов
- •11.1 Анализ и синтез сау при случайных воздействиях
- •11.2. Случайные величины, функции и стохастические процессы
- •11.3. Характеристики случайных процессов
- •Вычисление s() производится на основании соотношения
- •11.4. Реакция линейной сар на случайный стационарный входной сигнал
- •Также справедливо соотношение
- •12.2. Фильтрация помех
- •Лекция 13. Линейные нестационарные системы. Методы анализа динамики и синтеза структурных схем. Основные принципы построения адаптивных систем
- •13.3. Линейные нестационарные и адаптивные сар
- •13.2. Адаптивные сау
- •13.3. Аналитические и поисковые асау
- •13.4. Асау с эталонной моделью
- •Лекция 14. Дискретные цифровые сау. Математическое описание дискретных систем. Прохождение непрерывного сигнала через цифровую эвм. Передаточные функции дискретных систем.
- •14.1. Дискретные цифровые сау
- •14.2. Математическое описание дискретных систем.
- •14.3. Прохождение непрерывного сигнала через цэвм
- •Предполагаем следующее:
- •Лекция 15.
- •15.2. Свойства z-преобразования
- •15.4. Передаточные функции дискретно–непрерывных систем
- •15.5. Вычисление реакции дискретных сар по z-передаточной функции
- •15.6. Устойчивость дискретных сар
- •Лекция 16. Цифровое управление с помощью микро-эвм. Структуры автоматических мп-систем. Квантование по уровню. Аналоговый вход. Длина слова в мп-системе
- •16.1. Цифровое управление с помощью мп-систем.
- •Разрядность микропроцессора
- •17.2. Дискретизация по времени
1.4. Схема сар с одной регулируемой переменной
С хематически САР с одной регулиремой переменной показана на рис.5.
Рис. 5. Схематическое представление САР с одной регулиремой переменной:
где 1 – устройство сравнения управляющего воздействия и регулируемой переменной; 2 – объект и регулятор; f(t) – возмущающее воздействие может быть приложено к любой точке САР; (t)=g(t)–x(t) – сигнал ошибки.
В силу инерционности объекта управления и регулятора передача управляющего воздействия g(t) на выход системы x(t) присходит с запаздыванием (рис.6), что приводит к ошибкам (t).
Рис. 6. Графики сигналов САР, где g(t) – входной сигнал
САР в основном используют элементы, обладающие свойством однонаправленности.
Такие элементы не оказывают влияние на предшествующие элементы, влияние оказывается только через ОС.
САР – замкнутая активная динамическая система направленного действия, преобразующая уставку на её входе в регулирующее воздействие, непосредственно прикладываемое к объекту управления.
Основные функциональные устройства САР показаны на рис. 7.
Рис. 7. Функциональная схема САР:
где u(t) - управляющий сигнал; v(t) - сигнал обратной связи; 1 – задающее устройство, u(t)=K*g(t); 2 – устройство преобразования физических величин; 3 – последовательное корректирующее устройство; 4 – усилитель мощности; 5 – исполнительное устройство; 6 – встречно-параллельное корректирующее устройство; 7 – чувствительный элемент; 8 – преобразующее устройство.
1.5. Классификация сар
I. по назначению различают следующие САР:
1) Системы автоматической стабилизации.
Рис. 8. Пример системы автоматической стабилизации
В них управляющее воздействие представляет собой постоянные величины (уставки). Основной задачей системы автоматической стабилизации является поддержание на постоянном уровне с допустимой ошибкой регулируемой величины независимо от действующих возмущений;
2) Системы программного регулирования.
Рис. 9. Пример системы программного регулирования
В них управляющим воздействием является известная функция времени (изменение по программе);
3) Следящие системы.
Рис. 10. Пример следящей системы
В них задающие воздействия представляют собой заранее неизвестную функцию времени, так как источником сигнала служит внешнее явление, закон изменения которого заранее известен.
II. По способу регулирования выделяют:
1) САР прямого и непрямого регулирования.
При прямом регулировании чувствительный элемент воздействует непосредственно на регулирующий орган; при непрямом чувствительный элемент воздействует на вспомогательное устройство, работающее от дополнительного источника энергии.
2) Одноконтурные и многоконтурные.
3) Несвязанного и связанного регулирования.
Несвязанные СУ предназначены для регулирования различных физических величин (могут взаимодействовать друг с другом только через общий объект регулирования).
В зависимых СУ изменение одной из регулируемых величин влияет на изменение остальных.
В связанных СУ регуляторы различных физических величин связанны друг с другом и могут взаимодействовать вне объекта регулирования.
|
Статические (прямого) |
Астатические (непрямого) |
|||
---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|||
|
2. Одноконтурные и многоконтурные. |
||||
Одноконтурные |
Многоконтурные |
||||
|
|
||||
3. Несвязанного и связанного регулирония. Многомерные |
|||||
Несвязанного регулирования |
Связанного регулирования |
||||
Независимые |
Зависимые |
Автономные |
|||
|
|
|
Рис. 11. Виды САР