Введение. Основные понятия теории автоматического управления. Классификация систем управления. Задача теории автоматического управления.
2
1-2
Классификация элементов и систем управления. Статические свойства элементов и систем. Соединения статических элементов. Линеаризация статических элементов. Статические ошибки в замкнутых системах усилителей.
3
2-3
Статический анализ и синтез схем на операционных усилителях. Нелинейные статические элементы на операционных усилителях. Линейные статические элементы на операционных усилителях.
4
4-6
Передаточная функция. Соединения элементов и преобразование структурных схем. Чувствительность и стабилизирующие свойства отрицательной обратной связи.
5
7
Динамический анализ и синтез схем неминимально – фазовых элементов. Анализ и синтез многокаскадных схем на операционных усилителях.
6
8
Основные частотные характеристики. Частотные характеристики типовых звеньев. Частотные характеристики сложных систем. Частотные свойства замкнутых систем.
7
9
Обратное преобразование Лапласа. Метод разложения Хевисайда. Табличный метод преобразования Лапласа. Программный метод преобразования Лапласа.
8
10
Типовые временные характеристики. Импульсная характеристика. Переходная характеристика.
9
11
Частотно – временные свойства систем. Взаимосвязь частотных и временных характеристик. Трансформации частотных и временных характеристик. Масштабируемые по времени модели.
10
12
Оценки качества переходных процессов в системах управления. Показатели качества переходной характеристики. Спектральные оценки качества. Частотные оценки качества.
11
13
Понятие устойчивости. Условия устойчивости линеаризованных систем. Алгебраические критерии устойчивости. Необходимые условия устойчивости. Критерии устойчивости Рауса – Гурвица.
Содержание практических занятий
№
Тема практического занятия.
Вопросы, отрабатываемые на занятии
Всего часов
1
4/1
Исследование характеристик типовых звеньев систем автоматического регулирования.
2
4/1
Исследование установившейся реакции динамических звеньев на гармонические входные сигналы. Определение частотных характеристик звеньев способом, близким к экспериментальному. Аналитический расчет частотных характеристик.
3
4/1
Исследование характеристик систем, образованных последовательным и параллельным соединениями звеньев в корневой, временной и частотной областях.
4
4/1
Исследование характеристик систем с обратной связью в частотной области. Приближенное построение частотных характеристик замкнутых систем по ЧХ звеньев.
5
4/1
Исследование характеристик систем с обратной связью в корневой, временной и частотной областях. Устойчивость замкнутых систем с отрицательной обратной связью.
6
4/1
Исследование типовых установившихся режимов систем автоматического регулирования. Определение установившихся ошибок систем с обратной связью при степенных и гармонических воздействиях.
7
4/1
Анализ качества переходных процессов в системах автоматического регулирования. Определение прямых и косвенных показателей качества.
8
6/2
Исследование влияния вариаций характеристик отдельных элементов системы на её свойств в целом с использованием функций чувствительности. Определение функций чувствительности для различных структур систем управления.
Итого
34/8
Вопросы к экзамену Содержание понятий система, регулирование, управление, объект управления, управляемая величина, возмущающее воздействие.
Основные принципы регулирования, принципы действия САУ, блок-схема САУ.
Замкнутые и разомкнутые САУ.
Классификация САУ. Классификация САУ по характеру входного воздействия: системы автоматического регулирования, программного управления, следящие системы, адаптивные системы, статические и астатические системы.
Классификация САУ по характеру внутренних динамических процессов: линейные и нелинейные, стационарные и нестационарные.
Математическое описание линейных систем. Понятие о моделировании. Физическое и математическое моделирование.
Понятие об установившемся процессе. Статические характеристики САУ. Описание связей между входной и выходной величинами параметров (статические характеристики, уравнения статики, передаточные коэффициенты).
Частотные характеристики звеньев, амплитудно-фазовые характеристики, логарифмические амплитудно-частотные характеристики.
Динамические звенья и их характеристики: безынерционное звено
Инерционное звено
Колебательное звено
Интегрирующее звено
Дифференцирующее звено
Интегро-дифференцирующее звено
Запаздывающее звено
Структурные схемы и правила их преобразования: последовательное, параллельное и встречно-параллельное включение звеньев; правило переноса точек отвода обратных связей.
Передаточные функции одноконтурных и многоконтурных систем, структурные схемы САР и их передаточные функции
Функциональные типовые элементы: чувствительные элементы
Усилительные элементы
Силовые элементы
Регулирующие и стабилизирующие элементы
Передаточная функция человека в системе управления
Устойчивость линейных систем. Понятие устойчивости, математический признак устойчивости систем.
Алгебраический критерий устойчивости Гурвица.
Критерий Михайлова, его физическая интерпретация.
Качество процесса управления. Понятие о качестве процесса управления. Основные показатели качества в статике и динамике (статическая ошибка, время регулирования, перерегулирование, колебательность систем).
Частотные показатели качества. Улучшение качества процесса регулирования
Синтез систем. Синтез САУ по заданным показателям качества процесса управления.
Методы повышения точности систем. Коррекция систем введением регуляторов.
Синтез САУ по ЛАЧХ
Адаптивные системы. Классификация систем адаптивного управления. Структура системы.
Методы поиска экстремума. Система адаптивного управления станочным оборудованием
Использование ЭВМ в контуре управления. Программное управление станками. ЭВМ в режиме сбора и обработки информации, в режиме прямого цифрового управления.
