- •«Основы автоматики и систем автоматического управления
- •1Лекция №1 Введение
- •1.1Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
- •1.2История развития сау
- •1.3Основные определения и термины
- •1.4Принцип обратной связи
- •1.5Система и ее среда
- •1.6Вопросы
- •2Лекция №2 Постановка задачи управления технологическими процессами производства рэс
- •2.1Рабочие операции и операции управления
- •2.2Понятие об объекте управления и управляющей подсистеме
- •2.3Постановка задачи
- •Вопросы
- •3Лекция №3 Решение задачи управления
- •3.1Решение общей задачи управления
- •3.2Частные решения задачи управления
- •3.3Вопросы
- •4Лекция №4 Сведения о технических средствах автоматики
- •4.1Сравнение биологических и технических систем управления
- •4.2Исполнительные устройства
- •Классификация технических задач управления
- •4.3Элементы системы автоматического управления технологическими процессами
- •4.4Устройства измерения параметров технологических процессов
- •4.5Различитель уровня
- •4.6Вопросы
- •5Лекция №5 Вторичные приборы сау
- •5.1Классификация вторичных приборов
- •5.2Усилительные устройства
- •5.3Проектирование и теория управления производственными процессами
- •5.4Вопросы
- •6Лекция №6 Математическое описание линейных систем автоматического управления
- •6.1Классификация систем
- •6.2Принцип суперпозиции
- •6.3Уравнения динамических систем
- •6.4Передаточные функции
- •6.5Частотные функции
- •6.6Временные характеристики сау. Понятие о функции Грина
- •6.7Вопросы
- •7Лекция №7 Типовые звенья сау
- •7.1Вопросы
- •8Лекция №8 Передаточные функции типовых звеньев
- •8.1Вопросы
- •9Лекция №9 Устойчивость линейных стационарных систем
- •9.1Понятие устойчивости
- •9.2Устойчивость по входу
- •9.3Характеристическое уравнение
- •9.4Необходимое и достаточное условие устойчивости
- •9.5Условие строгой реализуемости передаточной функции
- •9.6Алгебраические критерии устойчивости
- •9.7Критерий устойчивости Гурвица
- •9.8Критерий Льенара
- •9.9Критерий устойчивости Рауса
- •9.10 Вопросы
- •10Лекция № 10 Частотные критерии устойчивости
- •10.1Критерий Михайлова
- •10.2Анализ устойчивости типовых структур
- •10.3Понятие запаса устойчивости по амплитуде и фазе
- •10.4Влияние звена чистого запаздывания на устойчивость
- •10.5Вопросы
- •11Лекция №11 Основы анализа качества линейных стационарных сау
- •11.1Постановка задачи
- •11.2Показатели качества переходного процесса
- •11.3 Интегральные показатели качества
- •11.4Вопросы
- •12Лекция №12 Анализ точности работы линейной системы автоматического управления
- •12.1Случайные процессы в линейных стационарных системах
- •12.2Вопросы
- •13Лекция №13 Полигауссовы модели случайных воздействий и методы их анализа
- •13.1Дифференцирующее звено
- •13.2Средняя квадратическая ошибка системы
- •13.3Вопросы
- •14Лекция №14 Синтез линейных стационарных систем
- •14.1Проектирование сау
- •14.2Синтез линейных систем методом частотных характеристик
- •14.3Вопросы
- •15Лекция №15 Расчет передаточных функций корректирующих устройств
- •15.1Вопросы
- •16Лекция № 16 Синтез сау методом логарифмических частотных характеристик
- •16.1 Общие замечания
- •16.2Синтез сау методом логарифмических частотных характеристик
- •16.3Подчиненное управление в сау
- •Примечание:
- •16.4 Модальное управление в сау
- •16.5 Вопросы
- •17Лекция № 17 Синтез систем с неполной информацией о входных воздействиях
- •17.1Ограничение суммарной ошибки
- •17.2Вопросы
6.7Вопросы
В чем заключается принцип суперпозиции?
Для чего используются передаточные функции системы?
Перечислите частотные функции?
В чем физический смысл функции Грина?
В чем отличие Логарифмических частотных характеристик, от частотных.
7Лекция №7 Типовые звенья сау
Элементарные звенья и их характеристики (типовые звенья)
Из курса алгебры известно, что полином произвольного порядка можно разделить на простые множители вида: S, (S+d1), (S2+d1S+d2). Поэтому любую дробно рациональную передаточную функцию можно представить в виде элементарных множителей и элементарных дробей вида 1/S, 1/(S+d1), 1/ (S2+d1S+d2). Звенья, передаточные функции которых представляются элементарными множителями или элементарными дробями, называются элементарными.
Элементарные множители первого и второго порядка приводятся к стандартному виду, принятому в теории автоматического управления.
K/(TS+1), K/(T2S2 2TS 1), 0 1.
При этом К (К>0) называют передаточным коэффициентом, T(T>0) - постоянной времени (имеет единицу измерения времени), - коэффициентом демпфирования.
Полиномы числителя и знаменателя передаточной функции можно разложить на простейшие множители по их корням.
здесь μ = b0/a0 – константа.
Возможны два случая:
• Корни вещественные. Оставляем скобки без изменения.
• Пара комплексно - сопряженных корней вида: p1,2= α ± jβ - объединяем их и раскрываем скобки (p-α+jβ)(p-α-jβ)= p2-2α p + β2 + α2 - полином имеет вещественные коэффициенты.
После такого представления в числителе и знаменателе будет некоторое количество скобок первого порядка, соответствующих вещественным корням, и некоторое количество скобок второго порядка, соответствующих комплексно – сопряженным корням. При этом все числовые коэффициенты в скобках будут вещественными.
Рассмотрим каждую такую скобку, как элементарную передаточную функцию, практически реализуемую в силу вещественности коэффициентов.
(7.1)
Σ = n+m, если все корни вещественные;
Σ < n+m, если есть комплексные корни.
Принято выносить общий множитель К за скобки так, чтобы свободный член всех скобок был равен 1. Тогда К называют коэффициентом усиления. Заметим, что W(0) = К = bm/an. Это значит, что К есть коэффициент усиления на нулевой частоте -"постоянном токе".
Итак, любая Wi (р) может быть одного из следующих видов:
К - Усилительное звено;
p - Дифференцирующее звено;
1/p - Интегрирующее звено (интегратор);
K/(Tp+1) - Инерционное (апериодическое) звено;
K/(T2p+2dTp+1) - Колебательное звено;
K(Tp+1) - Форсирующее звено;
K(T2p+2dTp+1) - Форсирующее звено 2-го порядка.
Замечание:
форсирующее звено (4) является комбинацией (суммой) усилителя и дифференциатора;
звенья (2), (6), (7) не являются, в строгом смысле, реализуемыми.
Статические и астатические системы
Большинство функциональных элементов систем автоматического управления обладают свойствами апериодичных, а также без инерционных звеньев. Помимо этих звеньев обычно в состав систем входят несколько интегрирующих и форсирующих звеньев.
Таким образом, типовая передаточная функция разомкнутого контура САУ может быть представлена в виде:
W(р.)= m < n, (7.2)
где n - порядок дифференциального уравнения системы;
r - количество интегрирующих звеньев;
m - количество форсирующих звеньев;
K - коэффициент передачи системы по 2-ой производной входного воздействия.
Для типовых систем автоматического управления:
m=1; r 2.