КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н.ТУПОЛЕВА

Конспект лекций по дисциплине:

«Основы автоматики и систем автоматического управления

КАЗАНЬ

2 008

Содержание

1 Лекция №1 Введение 6

1.1 Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе 6

1.2 История развития САУ 7

1.3 Основные определения и термины 9

1.4 Принцип обратной связи 10

1.5 Система и ее среда 11

1.6 Вопросы 13

2 Лекция №2 Постановка задачи управления технологическими процессами производства РЭС 15

2.1 Рабочие операции и операции управления 15

2.2 Понятие об объекте управления и управляющей подсистеме 16

2.3 Постановка задачи 16

Вопросы 19

3 Лекция №3 Решение задачи управления 20

3.1 Решение общей задачи управления 20

3.2 Частные решения задачи управления 21

3.3 Вопросы 23

4 Лекция №4 Сведения о технических средствах автоматики 24

4.1 Сравнение биологических и технических систем управления 24

4.2 Исполнительные устройства 26

Классификация технических задач управления 29

4.3 Элементы системы автоматического управления технологическими процессами 31

4.4 Устройства измерения параметров технологических процессов 34

4.5 Различитель уровня 36

4.6 Вопросы 37

5 Лекция №5 Вторичные приборы САУ 38

5.1 Классификация вторичных приборов 38

5.2 Усилительные устройства 40

5.3 Проектирование и теория управления производственными процессами 44

5.4 Вопросы 45

6 Лекция №6 Математическое описание линейных систем автоматического управления 46

6.1 Классификация систем 46

6.2 Принцип суперпозиции 47

6.3 Уравнения динамических систем 48

6.4 Передаточные функции 49

6.5 Частотные функции 53

6.6 Временные характеристики САУ. Понятие о функции Грина 55

6.7 Вопросы 57

7 Лекция №7 Типовые звенья САУ 58

7.1 Вопросы 61

8 Лекция №8 Передаточные функции типовых звеньев 62

8.1 Вопросы 64

9 Лекция №9 Устойчивость линейных стационарных систем 65

9.1 Понятие устойчивости 65

9.2 Устойчивость по входу 65

9.3 Характеристическое уравнение 66

9.4 Необходимое и достаточное условие устойчивости 67

9.5 Условие строгой реализуемости передаточной функции 67

9.6 Алгебраические критерии устойчивости 68

9.7 Критерий устойчивости Гурвица 69

9.8 Критерий Льенара 70

9.9 Критерий устойчивости Рауса 71

9.10 Вопросы 72

10 Лекция № 10 Частотные критерии устойчивости 73

10.1 Критерий Михайлова 73

10.2 Анализ устойчивости типовых структур 77

10.3 Понятие запаса устойчивости по амплитуде и фазе 78

10.4 Влияние звена чистого запаздывания на устойчивость 79

10.5 Вопросы 82

11 Лекция №11 Основы анализа качества линейных стационарных САУ 83

11.1 Постановка задачи 83

11.2 Показатели качества переходного процесса 84

11.3 Интегральные показатели качества 88

11.4 Вопросы 89

12 Лекция №12 Анализ точности работы линейной системы автоматического управления 90

12.1 Случайные процессы в линейных стационарных системах 91

12.2 Вопросы 93

13 Лекция №13 Полигауссовы модели случайных воздействий и методы их анализа 94

13.1 Дифференцирующее звено 97

13.2 Средняя квадратическая ошибка системы 98

13.3 Вопросы 102

14 Лекция №14 Синтез линейных стационарных систем 103

14.1 Проектирование САУ 103

14.2 Синтез линейных систем методом частотных характеристик 105

14.3 Вопросы 109

15 Лекция №15 Расчет передаточных функций корректирующих устройств 110

15.1 Вопросы 114

16 Лекция № 16 Синтез САУ методом логарифмических частотных характеристик 115

16.1 Общие замечания 115

16.2 Синтез САУ методом логарифмических частотных характеристик 116

16.3 Подчиненное управление в САУ  119

16.4 Модальное управление в САУ 127

16.5 Вопросы 130

17 Лекция № 17 Синтез систем с неполной информацией о входных воздействиях 132

17.1 Ограничение суммарной ошибки 133

17.2 Вопросы 141