 
        
        Методы синтеза систем автоматической стабилизацииции и позиционирования
.pdf| ми управления. | 
 | контурами управління. | 
 | 
| Многомерная система | управле- | Багатовимірна | система | 
| ния – система, имеющая | несколько | управління – система, | що має кілька | 
| входов и (или) выходов. | 
 | входів і (або) виходів. | 
 | 
Многосвязная система – система,
в которой хотя бы одна управляемая величина зависит от нескольких входных воздействий или несколько управляемых величин зависят от одного входного воздействия.
Н
Нагрузка – внешнее возмущающее воздействие или устройство, создающее его.
Багатозв'язна система – система,
у якій хоча б одна керована величина залежить від декількох вхідних впливів або кілька керованих величин залежать від одного вхідного впливу.
Навантаження – зовнішнє збурне діяння або пристрій, який створює його.
| Необходимым и | достаточным | Необхідною і достатньою умовою | |
| условием устойчивости линейной сис- | стійкості лінійної системи автома- | ||
| темы автоматического управления яв- | тичного керування є негативність | ||
| ляется отрицательность | вещественных | дійсних частин усіх коренів | арактер- | 
| частей всех корней характеристическо- | ристичного рівняння. | 
 | |
| го уравнения. | 
 | 
 | 
 | 
| Непрерывная система – система, | Безперервна система – | система, | |
| все сигналы в которой могут принимать | всі сигнали в якій можуть приймати | ||
| любые в некоторых диапазонах значе- | будь-які у деяких діапазонах значення у | ||
| ния в любые моменты времени. | будь-які моменти часу. | 
 | |
О
Обратная связь – линия связи,
передающая информацию и энергию с выхода функционального элемента или системы на вход функционального элемента или системы.
Объект управления – управляе-
мая и наблюдаемая часть среды, для достижения желаемых результатов функционирования которой вырабатываются управляющие воздействия.
Зворотний зв’язок – лінія зв’язку,
яка передає інформацію і енергію з виходу функціонального елемента або системи на вхід функціонального елемента або системи.
Об'єкт управління – керована та спостережувана частина середовища, для досягнення бажаних результатів функціонування якої виробляються керуючі діяння.
179
| Объект автоматического пози- | Об’єкт автоматичного позиціо- | |||||
| ционирования – | подсистема, сформи- | нування | – підсистема, сформована | |||
| рованная таким образом, что выполняя- | таким чином, що виконуються дві | |||||
| ются два условия: | 
 | 
 | умови: | 
 | 
 | 
 | 
| 1) сигнал управления | позволяет | 1) | сигнал | керування | дозволяє | |
| целенаправленно | изменять | значения | цілеспрямовано | змінювати | значення | |
| управляемых величин за конечное вре- | керованих величин за кінцевий час; | |||||
| мя; | 
 | 
 | 2) цілеспрямовану зміну керованих | |||
2)целенаправленное изменение величин можна оцінювати за
управляемых величин можно оценивать с помощью измерений в реальном масштабе времени.
Объект автоматического управ-
ления (ОАУ) – подсистема, сформированная таким образом, что выполняются два условия:
1)сигнал управления позволяет переводить ОАУ из одного состояния в другое за конечное время;
2)переход ОАУ из одного состояния в другое можно оценивать с помощью измерений.
Одномерная система – система с одним входом и одним выходом.
Основные этапы управления –
определение цели управления; оценка возможности и стоимости достижения цели управления; выделение из среды или создание объекта управления; изучение статических или динамических свойств объекта управления и его взаимодействия с внешней средой; выбор критерия оценки качества процесса управления; организация структуры процесса управления; обеспечение необходимых условий работы системы управления; оценка текущей и будущей ситуаций; принятие решения и исполнение его; оценка результатов управления; развитие системы управления.
правлігою вимірювань у реальному масштабі часу.
Об’єкт автоматичного управлін-
ня (ОАУ) – підсистема, сформована таким чином, що виконуються дві умови:
1)сигнал керування дозволяє переводити ОАУ з одного стану в інший за кінцевий час;
2)перехід ОАУ з одного стану в інший можна оцінювати за допомогою вимірювань.
Одновимірна система – система з одним входом і одним виходом.
Основні етапи управління –
визначення мети управління; оцінка можливості та вартості досягнення мети управління; виділення з середовища або створення об’єкта управління; вивчення статичних або динамічних властивостей об’єкта управління і його взаємодії із зовнішнім середовищем; вибір критерію оцінки якості процесу управління; організація структури процесу управління; забезпечення необхідних умов роботи системи управління; оцінка поточної і майбутньої ситуацій; прийняття рішення і виконання його; оцінка результатів управління; розвиток системи управління.
180
Отклонение – разность между требуемым и действительным значениями величины.
Ошибка – неправильность в какой-либо работе, вычислении, измерении, написании, неправильное действие.
П
Передаточной функцией назы-
вается отношение изображений выходного сигнала объекта исследования ко входному сигналу, преобразованных по Лапласу при нулевых начальных условиях.
Перерегулирование – отношение максимального отклонения переходной характеристики от установившегося значения к этому значению, выраженное в процентах.
Переходная функция представ-
ляет собой реакцию объекта, находящегося в установившемся режиме, на ступенчатое воздействие.
Погрешность – отклонение полученного значения от требуемого. Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Существуют систематические и случайные погрешности.
Показатель качества управления
– количественная оценка качества управления. Примеры: установившаяся ошибка, время переходного процесса, перерегулирование и т. д.
Відхилення – різниця між необхідним і дійсним значеннями величини.
Помилка – неправильність у будьякій роботі, обчисленні, вимірі, написанні, неправильна дія.
Передавальною функцією нази-
вається відношення зображень вихідного сигналу об’єкта дослідження до вхідного сигналу, перетворених за Лапласом при нульових початкових умовах.
Перерегулювання – відношення максимального відхилення перехідної характеристики від усталеного значення до цього значення, виражене у відсотках.
Перехідна функція являє собою реакцію об’єкта, що знаходиться в усталеному режимі, на ступінчастий вплив.
Похибка – відхилення отриманого значення від необхідного. Похибка вимірювання – відхилення результату вимірювання від істинного значення вимірюваної величини. Існують систематичні і випадкові похибки.
Показник якості управління –
кількісна оцінка якості управління. Приклади: усталена похибка, час перехідного процесу, перерегулювання та ін.
181
| Полоса пропускания – | диапазон | Смуга пропускання | – | діапазон | |||||||||
| частот, в пределах которого амплитуда | частот, в межах якого амплітуда | ||||||||||||
| колебаний выходного сигнала превы- | коливань вихідного сигналу перевищує | ||||||||||||
| шает уровень 0,707 от требуемого зна- | рівень 0,707 від необхідного значення. | ||||||||||||
| чения. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Принцип | управления | – | способ | Принцип | управління | - | спосіб | ||||||
| формирования | управляющего | воздей- | формування | керуючого | впливу. | ||||||||
| ствия. | Фундаментальные | принципы | Фундаментальні принципи управління: | ||||||||||
| управления: управление по задающему | управління за задавальним діянням, | ||||||||||||
| воздействию, управление по возмуща- | управління за збурним діянням, | ||||||||||||
| ющему воздействию, управление по | управління за відхиленням. Розвиток | ||||||||||||
| отклонению. Развитие принципов упра- | принципів | управління: | 
 | 
 | ієрархічне | ||||||||
| вления: иерархическое управление, | управління, управління за станом, | ||||||||||||
| управление по состоянию, оптимальное | оптимальне | управління, | 
 | адаптивне | |||||||||
| управление, адаптивное управление, | управління, комбіноване управління. | ||||||||||||
| комбинированное управление. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | Р | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Работоспособным называется со- | Працездатним | називається | стан | ||||||||||
| стояние системы, при котором она спо- | системи, при якому вона здатна | ||||||||||||
| собна выполнять требуемые функции, | виконувати необхідні функції, збері- | ||||||||||||
| сохраняя значения заданных показате- | гаючи значення заданих показників у | ||||||||||||
| лей в установленных пределах. | 
 | встановлених межах. | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| Разомкнутая система | управле- | Розімкнена система управління – | |||||||||||
| ния – | система управления, не имеющая | система управління, яка не має | |||||||||||
| обратной связи. | 
 | 
 | 
 | 
 | зворотного зв'язку. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Регулирование – | поддержание по- | Регулювання | - | 
 | підтримання | ||||||||
| стоянства или изменение по требуемо- | сталості або зміна за необхідним | ||||||||||||
| му закону некоторой физической вели- | законом деякої фізичної величини. | ||||||||||||
| чины. Примеры: стабилизация высоты | Приклади: стабілізація висоти і | ||||||||||||
| и скорости полета самолета, наведение | швидкості польоту літака, наведення | ||||||||||||
| ракеты на цель, синхронизация манев- | ракети | на | ціль, | синхронізація | |||||||||
| рирования группы самолетов, стабили- | маневрування | 
 | групи | 
 | 
 | літаків, | |||||||
| зация амплитуды и частоты напряже- | стабілізація | амплітуди | 
 | і | частоти | ||||||||
| ния генератора. | 
 | 
 | 
 | 
 | напруги генератора. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Редуктор – | это зубчатая или гира- | Редуктор – це зубчаста або гідра- | |||||||||||
| влическая передача, | предназначенная | влічна передача, призначена для зміни | |||||||||||
| для изменения угловых скоростей, вра- | кутових | швидкостей, | 
 | обертальних | |||||||||
| щающих моментов и моментов инерции. | моментів і моментів інерції. | 
 | 
 | ||||||||||
182
С
Синтез – 1. Мысленное или реальное соединение объектов в единое целое. 2. Проектирование устройства по заданным требованиям к его свойствам. Примеры: синтез корректирующих устройств, синтез систем оптимального управления.
Система автоматического упра-
вления – это совокупность функциональных элементов, объединенных в соответствии с выбранным принципом автоматического управления и обеспечивающих выполнение поставленных задач.
Система интеллектного управ-
ления должна иметь способность воспринимать информацию о процессах, возмущениях и условиях функционирования, выводить заключение и обучаться.
Стабилизация – обеспечение постоянства управляемых величин.
Стабилизация ЛА – удержание связанных с ЛА осей и вектора линейной скорости вблизи требуемых значений; обеспечение устойчивости ЛА.
Статическая система управле-
ния – система, в которой при стремлении внешнего воздействия к постоянной величине ошибка стремится к постоянной величине, зависящей от величины внешнего воздействия. Различают статические по задающему и по возмущающему воздействиям системы.
Статической характеристикой
объекта называется зависимость его
Синтез – 1. Уявне або реальне з'єднання об'єктів у єдине ціле. 2. Проектування пристрою за заданими вимогами до його властивостей. Приклади: синтез коригувальних пристроїв, синтез систем оптимального управління.
Система автоматичного упра-
вління – це сукупність функціональних елементів, об'єднаних відповідно до обраного принципу автоматичного управління і таких, що забезпечують виконання поставлених задач.
Система інтелектного управлін-
ня повинна мати здатність сприймати інформацію про процеси, збурення і умови функціонування, виводити висновок і навчатися.
Стабілізація – забезпечення сталості керованих величин.
Стабілізація ЛА – утримання пов'язаних з ЛА осей і вектора лінійної швидкості поблизу необхідних значень; забезпечення стійкості ЛА.
Статична система управління –
система, в якій при прагненні зовнішнього діяння до постійної величини помилка прагне до постійної величини, яка залежить від величини зовнішнього діяння. Розрізняють статичні за задавальним і за збурним діяннями системи.
Статичною характеристикою
об’єкта називається залежність його
183
| выходного сигнала от входного | вихідного сигналу від вхідного сигналу, | 
| сигнала, снятая в установившемся | знята в усталеному режимі функціо- | 
| режиме функционирования. | нування. | 
Стационарная система – система,
в которой сдвиг входного сигнала по времени приводит к такому же сдвигу выходного сигнала.
Стаціонарна система – система, в
якій зсув вхідного сигналу за часом призводить до такого ж зсуву вихідного сигналу.
| Стационарность – | свойство сис- | Стаціонарність – | властивість | 
| тем, характеризующее | независимость | систем, що характеризує незалежність | |
| их функционирования от сдвига по | їх функціонування від зсуву за часом. | ||
| времени. | 
 | 
 | 
 | 
| Структура системы управления | Структура системи управління – | ||
– совокупность элементов, связей и отношений между ними в системе управления.
Структурная схема – это графи-
ческое изображение операторного уравнения, описывающего процесс преобразования сигналов.
Т
Точность – свойство систем, характеризующее степень приближения выходного сигнала к требуемому значению. Оценивается в переходном и установившемся режимах, при постоянных, степенных, гармонических и случайных воздействиях, с помощью статических и скоростных ошибок, линейных и квадратичных интегральных оценок и т. д.
У
сукупність елементів, зв’язків і відносин між ними в системі управління.
Структурна схема – це графічне зображення операційного рівняння, що описує процес перетворення сигналів.
Точність – властивість систем, що характеризує ступінь наближення вихідного сигналу до необхідного значення. Оцінюється в перехідному і усталеному режимах, при постійних, степеневих, гармонійних і випадкових впливах, за допомогою статичних і швидкісних помилок, лінійних і квадратичних інтегральних оцінок тощо.
| Управление – последовательность | Управління – послідовність дій | 
| действий целевого изменения состо- | цільового змінення стану об'єкта | 
| яния объекта управления. | управління. | 
184
Управляемость – свойство объек-
та, заключающееся в том, что существуют управляющие воздействия, способные обеспечить достижение цели управления в условиях заданных ограничений.
Установившийся режим функ-
ционироания – функционирование объекта, при котором его выбранные характеристики практически не изменяются. В качестве таких характеристик могут быть выходные сигналы, их скорости, амплитуды их колебаний и т. п.
Керованість – властивість об'єкта, що полягає в тому, що існують керуючі впливи, здатні забезпечити досягнення мети управління в умовах заданих обмежень.
Сталий режим функціонування –
функціонування об'єкта, при якому його вибрані характеристики практично не змінюються. Такими характеристиками можуть бути вихідні сигнали, їх швидкості, амплітуди їх коливань і т. п.
Устойчивая система – система,
все невозмущенные движения которой устойчивы. Линейная система устойчива, если она возвращается в состояние равновесия после прекращения действия возмущений.
Устойчивость – это свойство системы возвращаться в исходное состояние после кратковременного вывода ее из этого состояния и прекращения действия возмущения.
Устойчивость по Ляпунову –
способность объекта сохранять достаточно малыми отклонения значений координат возмущенного движения после действия возмущений от значений тех же координат невозмущенного движения, если эти отклонения были достаточно малыми в момент окончания возмущения.
Стійка система – система, всі незбурені рухи якої стійкі. Лінійна система стійка, якщо вона повертається в стан рівноваги після припинення дії збурень.
Стійкість – це властивість системи повертатися до вихідного стану після короткочасного виведення її з цього стану і припинення дії збурення.
Стійкість за Ляпуновим –
здатність об'єкта зберігати досить малими відхилення значень координат збуреного руху після дії збурень від значень тих же координат незбуреного руху, якщо ці відхилення були досить малими в момент закінчення збурення.
| Устройство автоматического по- | Пристрій автоматичного | пози- | ||
| зиционирования (УАП) – подсистема, | ціонування | (ПАП) – | підсистема, | |
| сформированная таким образом, что | сформована | таким | чином, | що | 
| выполняются два условия: | виконуються дві умови: | 
 | 
 | |
| 1) на вход устройства поступают | 1) на | вхід пристрою надходять | ||
185
сигналы задающих воздействий и сигналы измерений, преобразующиеся
ввыходной сигнал управления;
2)сигналы управления целенаправленно изменяют значения управляемых величин так, что выполняются заданные требования к качеству функционирования всей системы.
Устройство автоматического управления (УАУ) – подсистема,
сформированная таким образом, что выполняются два условия:
1)на вход УАУ поступают задающий сигнал и сигналы измерений, преобразующиеся с помощью алгоритма управления в выходной сигнал управления;
2)сигнал управления переводит ОАУ из одного состояния в другое так, что выполняются заданные требования
ккачеству функционирования системы.
Ф
Фазочастотная характеристика
(ФЧХ) линеаризованного объекта исследования представляет зависимость разности фаз выходного и входного гармонических сигналов от частоты.
Функциональная схема –
графическое представление изделия, на котором изображены функциональные части и связи между ними с разъяснением процессов, протекающих в отдельных функциональных цепях изделия или в изделии в целом.
Ч
Частотная передаточная функ-
ция – зависимость комплексного коэффициента преобразования от
сигнали задавальних впливів і сигнали вимірювань, що перетворюються у вихідний сигнал управління;
2) сигнали управління цілеспрямовано змінюють значення керованих величин так, що виконуються задані вимоги до якості функціонування всієї системи.
Пристрій автоматичного упра-
вління (ПАУ) – підсистема, сформована таким чином, що виконуються дві умови:
1)на вхід ПАУ надходять задавальний сигнал і сигнали вимірювань, що перетворюються за допомогою алгоритму управління у вихідний сигнал управління;
2)сигнал управління переводить ОАУ з одного стану в інший так, що виконуються задані вимоги до якості функціонування системи.
Фазочастотна характеристика
(ФЧХ) лінеаризованого об'єкта дослідження являє собою залежність різниці фаз вихідного і вхідного гармонійних сигналів від частоти.
Функціональна схема – графічне подання виробу, на якому зображено функціональні частини і зв'язки між ними з роз'ясненням процесів, що відбуваються в окремих функціональних колах виробу або у виробі в цілому.
Частотна передавальна функ-
ція – залежність комплексного коефіцієнта перетворення від частоти.
186
| частоты. Равна преобразованию Фурье | Дорівнює | перетворенню | Фурьє | ||
| импульсной | переходной | характе- | імпульсної перехідної характеристики. | ||
| ристики. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Частотная характеристика – это | Частотна | характеристика | – це | ||
| реакция системы в установившемся ре- | реакція системи в усталеному режимі | ||||
| жиме на синусоидальный входной сиг- | на синусоїдальний вхідний сигнал при | ||||
| нал при изменении его частоты во всем | зміні його частоти у всьому можливому | ||||
| возможном диапазоне. | 
 | діапазоні. | 
 | 
 | |
Ц
Цель управления – перевод и удержание объекта управления в желаемом или требуемом состоянии.
Мета управління – переведення і утримання об'єкта управління в бажаному або необхідному стані.
187
СОДЕРЖАНИЕ
ЗМІСТ
| ПРЕДИСЛОВИЕ | 
 | 
 | ПЕРЕДМОВА | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | ||||
| 1. От проблем к задачам и далее к | 1. Від проблем до задач і далі | 
 | ||||||||||
| технологиям | автоматизации | – таков | технологій автоматизації – | такий | 
 | |||||||
| путь прогресса | 
 | 
 | шлях прогресу | 
 | 
 | 
 | 
 | 7 | ||||
| 1.1. Проблематика современного этапа | 1.1. Проблематика сучасного ета- | 
 | ||||||||||
| развития | 
 | 
 | 
 | 
 | пу розвитку | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 7 | |
| 1.2. Жизненный цикл систем управле- | 1.2. | Життєвий | цикл | систем | 
 | |||||||
| ния | 
 | 
 | 
 | 
 | управління | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 13 | |
| 1.3. Особенности эскизного проектиро- | 1.3. Особливості ескізного проек- | 
 | ||||||||||
| вания САУ | 
 | 
 | 
 | тування САУ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 18 | ||
| 2. Метод логарифмических ампли- | 2. Метод логарифмічних амплі- | 
 | ||||||||||
| тудно-частотных характеристик | тудно-частотних характеристик | 25 | ||||||||||
| 2.1. История развития метода | 
 | 2.1. Історія розвитку метода | 25 | |||||||||
| 2.2. Технология синтеза САУ методом | 2.2. Технологія синтезу САУ ме- | 
 | ||||||||||
| ЛАЧХ | 
 | 
 | 
 | 
 | тодом ЛАЧХ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 26 | |
| 2.2.1. Подготовка исходных данных | 2.2.1. Підготовка вихідних даних | 26 | ||||||||||
| 2.2.2. | Построение | располагаемой | 2.2.2. Побудова наявної ЛАЧХ ро- | 
 | ||||||||
| ЛАЧХ разомкнутой системы | 
 | зімкненої системи | 
 | 
 | 
 | 29 | ||||||
| 2.2.3. Построение желаемой ЛАЧХ и | 2.2.3. Побудова бажаної ЛАЧХ і | 
 | ||||||||||
| ЛАЧХ | корректирующего | элемента, | ЛАЧХ | коригувального | елемента, | 
 | ||||||
| определение | передаточной | функции | визначення передавальної функції | 
 | ||||||||
| КЭ | 
 | 
 | 
 | 
 | КЕ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 34 | 
| 2.2.4. Расчет переходных характе- | 2.2.4. Розрахунок перехідних ха- | 
 | ||||||||||
| ристик | скорректированной | системы, | рактеристик | скоригованої | систе- | 
 | ||||||
| определение показателей качества | ми, визначення показників якості | 39 | ||||||||||
| 2.2.5. Разработка схемы набора пере- | 2.2.5. Розроблення схеми | набору | 
 | |||||||||
| даточной функции КЭ на лабора- | передавальної | функції | КЕ на | 
 | ||||||||
| торном стенде | 
 | 
 | 
 | лабораторному стенді | 
 | 
 | 40 | |||||
| 2.3. Пример решения задачи синтеза | 2.3. Приклад вирішення завдання | 
 | ||||||||||
| САС угловой скорости вращения вала | синтезу САС | кутової | швидкості | 
 | ||||||||
| электромеханического привода | обертання | вала | електромеха- | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | нічного приводу | 
 | 
 | 
 | 43 | |||
188
