- •1. Что является объектом изучения теории автоматического управления (тау). Перечислить основные задачи линейной тау.
- •4. Классификация систем автоматического управления в зависимости от: свойств входящих в систему элементов; природы функционирующих в системе сигналов; назначения системы управления.
- •6. Временные элементы линейных звеньев аср: переходная функция, переходная характеристика элемента. Обратное преобразование Лапласа. Формула разложения Хэвисайта. Нормированная передаточная функция.
- •7. Назначение структурных схем. Виды структурных схем. Элементы алгоритмических структурных схем.
- •8. Правила преобразования структурных схем: последовательное соединение звеньев; параллельное соединение; охват звена обратной связью.
- •9. Правила преобразования структурных схем: перенос сумматора; перенос узла (точки) разветвления. Правило Мейсона (Мэзона) преобразования структурных схем.
- •12. Логарифмические амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики.
- •16. Пропорционально-интегрально-дифференциальный (пид-) закон регулирования. Схемы реализации и переходные характеристики пи- и пид-законов регулирования.
- •17. Определить понятие «качество процессов регулирования». По каким показателям (критериям) оценивается качество процесса регулирования.
- •2 0. Показатели качества переходных процессов в системах регулирования. Прямые показатели качества переходных процессов при отработке задающих и возмущающих воздействий и их определение.
- •21. Косвенная оценка качества переходных процессов в системе регулирования по вещественной переходной характеристике замкнутой системы.
- •23. Интегральные оценки качества переходных процессов в системе регулирования. Линейная интегральная оценка, квадратичная интегральная оценка, улучшенная интегральная квадратичная оценка.
- •24. Критерии устойчивости систем регулирования. Ценность критериев устойчивости. Алгебраический критерий устойчивости Гурвица: исходные данные; формулировка.
- •26. Критерии устойчивости систем регулирования. Ценность критериев устойчивости. Частотный критерий устойчивости Найквиста: исходные данные; формулировка в случае неустойчивой разомкнутой системы.
- •27.Запас устойчивости системы регулирования
- •28. Критерии устойчивости систем регулирования. Ценность критериев устойчивости. Частотный критерий устойчивости Михайлова.
- •30. Устойчивость системы регулирования с запаздыванием
- •32. Частные задачи, решаемые при создании эффективных (качественных) систем регулирования. Корректирующие устройства. Стабилизация путем последовательной и параллельной коррекции.
- •33. Частные задачи, решаемые при создании эффективных (качественных) систем регулирования. Стабилизация путем использования местных обратных связей. Жесткие и гибкие обратные связи
- •35. Этапы (работы) предшествующие синтезу системы регулирования. Два варианта постановки задачи синтеза системы регулирования. Синтез систем методом логарифмических амплитудно-частотных характеристик.
- •37. Синтез систем регулирования методом модельного оптимума. Критерий оптимального модуля. Обоснование вида желаемой (базовой) передаточной функции замкнутой системы. Вывод условия оптимизации.
- •41. Синтез двухконтурных каскадных систем регулирования с использованием метода модального оптимума.
- •42. Модификация метода модального оптимума.
- •43. Синтез систем с дифференцированием сигнала из промежуточной точки на основе метода модального оптимума и упредителя Смита.
- •44. Синтез систем регулирования методом симметричного оптимума. Критерий оптимизации. Базовая передаточная функция. Вывод условий оптимизации.
- •47. Сглаживание задающего сигнала в системе синтезированной методом симметричного оптимума.
- •48. Сглаживание и дифференцирование задающего сигнала в системе синтезированной методом симметричного оптимума.
- •49. Оптимальное управление. Цель и задачи оптимального управления. Критерии качества. Формулировка задачи оптимального управления.
- •50. Адаптивное управление. Общие понятия об адаптивном управлении. Адаптация. Классификация адаптивных систем. Принципиальная схема адаптивной системы.
41. Синтез двухконтурных каскадных систем регулирования с использованием метода модального оптимума.
Вопрос: Можно ли опираясь на знания синтезировать систему с дифференциатором? Ответ:
Вопрос: в силу каких причин приходится использовать многоконтурные системы регулирования?
Ответ: объекты регулирования (ОР) могут включать звенья запаздывания и иметь существующую инерционность. Для качественного управления такими объектами одноконтурных систем уже недостаточно. Возникает необходимость введения так называемых дополнительных информационных каналов в промежуточных точках объекта управления. В рассм. схеме таким дополнительным каналом является величина Y1(t).
Если имеется возможность, то датчик, измеряющий дополнительную регулируемую величину Y1 устанавливают ближе ко входу объекта.
Синтез многоконтурных систем начинается с внутреннего контура.
Wвнутр(p)=1/(2(σвн)2p2+2σвнp+1)
Tн = 4,7 σвн
Tp = 8,4 σвн
Wвнутрэкв(p)=1/(σвнэквp+1), σвнэкв=2σвн
Wo2(p)=Ko2/((To21p+1)Пi=2n(To2ip+1))
Предположим, что σвнэкв > To21p. Такую σ компенсировать нельзя.
Реально датчик, измеряющий регулирующую величину, располагается в обратной связи системы.
Xзд(t) Y1(t)
При синтезе системы, датчик относят к объекту регулирования.
Примечание: когда выполняется моделирование системы, то датчик возвращается на обратное место.
Вопрос: для управления какими объектами используется подобная система регулирования? Ответ: с запаздыванием и существенной инерционностью.
42. Модификация метода модального оптимума.
Знаем, что метод модального оптимума приводит к получению стандартной передаточной функции замкнутой системы, которая зависит от σ – сумма малых постоянных времени.
ξ связан с одним из прямых показателей качества, а именно с перерегулированием.
Попытаемся ввести коэффициент дэмпфирования в формулу для расчёта коэффициента усиления ПИ или ПИД регулятора. Если удастся, то получим возможность варьируя коэффициент ξ получать любое перерегулирование.
43. Синтез систем с дифференцированием сигнала из промежуточной точки на основе метода модального оптимума и упредителя Смита.
Схема с упредителем Смита:
(p)*
Вкл. упредителем Смита в схему дает: запаздывание как бы выноситься за контур регулирования т синтез рег-р можно с исп. Методов синтеза для объектов без запаздывания. Обоснуем это утверждения на основе формулы Мейсона:
Ф=1- …
n=1 = (p)*
n=3 = (p)*
=
= *
Ф= 1+ ( * * )=1+
= эта функция соответствует след структурной схеме:
(p)
(p)* = * (
;
44. Синтез систем регулирования методом симметричного оптимума. Критерий оптимизации. Базовая передаточная функция. Вывод условий оптимизации.
Кр= (T1 )/4Ko๙- лин. Оптимум
Обьект управления кроме инерционных звеньев первого порядка может вкл. и интегрирующие звенья. В этом случае использование модального оптимума уже нельзя.
В методе симметричного оптимума исп. Такой же критерий как и в методе мод. оптимума
Опр. АЧХ замкнутой системы
Выведем аналит. выраж. для АЧХ з.с. в соответствии с базовой перед. ф-цией
Условия оптимизации
; если эти условия выполняются, то хотя бы на о-ой частоте график АЧХ з.с. равен 1
45. Синтез систем регулирования методом симметричного оптимума. Выбор типа регулятора и параметров его настройки, когда объект включает одно интегрирующее звено и n инерционных звеньев с соизмеримыми постоянными времени.
;
В этом случае целесообразно использовать ПИД регулятор: ;
и подставим в ;
y(t)
2%
=>
Компенсировать большую инерционность можно
Большое перерегулирование обусловлено тем, что числитель обладает дифференцирующими свойствами (упреждением).
46. Синтез систем регулирования методом симметричного оптимума. Выбор типа регулятора и параметров его настройки, когда объект включает одно интегрирующее звено и n инерционных звеньев одно из которых имеет существенно большую постоянную времени.
(начало смотри вопрос 45)
Выбор типа регулятора и параметров его настройки, когда объект включает одно интегрирующее звено и n инерционных звеньев одно из которых имеет существенно большую постоянную времени.
Компенсировать большую инерционность T1 можно за счёт соответственно выбора постоянной дифференцирования .
Отметим, что полученная передаточная функция разомкнутой системы имеет тот же вид, что и в предыдущем случае, если применить условие оптимума, то получим те же Кр Ти. В итоге получим стандартный вид передаточной функции. (смотри вопрос 45)
Отметим, что перерегулирование >43% в реальных системах, за редким исключением недопустимо.