bekbaev_energetikadagy_umk_kz_2012

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖƏНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сəтбаев атындағы Қазақ Ұлттық Техникалық Университеті

Жоғарғы технологиялар жəне тұрақты даму институты

Кафедра «Электроэнергетика жəне технологиялық кешендерді автоматтандыру»

А.Б. Бекбаев, М.Д. Адамбаев, Б. Сəбитқызы, Л.Ш. Скендирова

ЭНЕРГЕТИКАДАҒЫ АВТОМАТТЫ БАСҚАРУ II

Пəннің оқу - əдістемелік кешені (5В071800 – Электроэнергетика мамандығы үшін)

Алматы 2012

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: проф. А.Б. Бекбаев., проф М.Д. Адамбаев., магистр - оқытушы .Б Сабитқызы., оқытушы Л. Ш. Скендирова. «Энергетикадағы автоматты басқару II» Оқу - əдістемелік кешені (5В071800 - электрэнергетика) – Алматы: Қ.И. Сəтбаев атындағы ҚазҰТУ, 2012. 1- 86 б.

Андатпа.	Энергетикадағы автоматы басқару - II – (ЭАБ - II) ғылыми пəн,
ол тұрақтылық анализінің жиіліктік əдісін, түзету құрылғысының синтезін
зерттейді, оған кешігуі бар жəне бөлгіш параметрлері кіреді.
Сызықты	– бөлшектік	статикалық	сипаттамаға	ие	болатын	бір

бейсызықты элементі бар бейсызықты жүйе анализінің классикалық əдісі

қарастырылады.	Фазалық		жазықтықта		бейнеленген		үрдістің		əдісі	жəне
бейсызықты	жүйе	тұрақтылығының			зерттелуінің		сұрақт, абсолюттыры
тұрақтылығы	үшін	есептің		шығарылуы		көрсетіледі		жəне		абсолют
тұрақтылықтың жиіліктік критериясы бөлшектеп қарастырылады.
ЭАБ - II	– базалық		пəн,	келесі	арнайы	пəндерді терең			меңгеруді
тереңдетеді.

Қорытынды жол (кесте 11., сурет 43)

Пікір беруші, Қаз ҰТУ оқуəдістемелік жұмыстары жəне халықаралық

байланыстар жөніндегі проректор
тех. ғыл. канд. доцент	Жүсіпбеков С.С.

Қазақстан Республикасының Білім жəне ғылым министрлігі2012 жылға арнап бекітТиптік оқу жоспары бағдарламасына сəйкес басылады.

© Қ. И. Сəтбаев атындағы ҚазҰТУ 2012

2

1 Пəннің оқу бағдарламасы – SYLLABUS

1.1 Əзірлеуші - оқытушылар туралы мəліметтер:

Сабақ жүргізетін оқытушы: тех. ғыл. докторы Бекбаев Амангелді Бекбаевич., техн. ғыл. канд. проф. Адамбаев Мұрат Джамантаевич., магистр оқытушы Сабитқызы Бибінұр., оқытушы Скендирова Ляйля Шайнусуповна.

Байланыс түрі: телефон [phone] ЭжТКА кафедрада болатын уақыты: (208 ГМК аудитория) 1000-1600

1.2 Пəн туралы мəліметтер:

Пəн атауы: «Электрэнергетикадағы автоматты басқару - II» Кредит саны: 3 (үш)

Өткізу орны: ГМК 208

В. 1- кестесі Жұмыс оқу жоспарынан көшірме

Курс	Семестр	Кредиттер		1 аптадағы академиялық сағаттар						Бақылау
			Дəрістер	Зертханалық	СӨЖ *	СОӨЖ *			Барлығы	түрі
				сабақ		ауд		офис
1	2	3	4	5	7	8	9	10		11
3	5	3	1	2	3	1	2	9		Емтихан

1.3 Пререквизиттер

«Энергетикадағы автоматты басқару - ІІ» студенттермен алдыңғы курста өткен «Математика», «Техникалық жүйедегі жоғарғы математика», курстар бағдарламасының «Математикалық идентификация ə»дісіматериалына негізделген.

1.4 Постреквизиттері

«Энергетикадағы автоматты басқаруІІ» курсын өткеннен кейін студенттер осы курста алған білімдеріне негізделетін базалық жəне арнайы пəндердінеобходимы дл оқитын болады. Осындай пəндер болып электр жетегі мəселелерін тереңдетіп оқытатын: «Электроэнергетика», «Электрмен қамтамасыздандыру», «Электр жүйелері жəне тораптары» «Энергетикалық кешендердің автоматтандыру жүйелерін есептеу»жəне т.б.

1.5 Пəннің қысқаша мазмұны Пəнді оқыту мақсаты

Студенттің білімін тығыз қалыптастырудың жалпы принципін тұрғызу жəне функционирленген автоматты басқару жүйесінің негізгі анлиздеу əдісі, үзіліссіз талдау, детерминирленген дискретті басқару жүйесі бойынша жəне кездейсоқ сызықты əдісі

3

Пəнді оқыту мəселелері

Студенттер функционалды құрастыру əдеті бойынша дəлдік басқару жүйесінің алгоритмдік сұлбасын, беріліс функциясының анықталуын, элементтер жүйесінің параметрін, беріліс функциясының жазылуын жəне сызықты динамикалық теңдеулер жүйе, сінтатикалық есептеу жəне басқарудың динамикалық дəлдігін, сызықты жүйе анализінің тұрақтылығын, басқару процесінің көрсеткіш сапасын бағалауды дəл алуы керек.

1.6 Тапсырмалардың тізімі мен түрлері жəне оларды орындау кестесі:

В. 2 - кесте

Тапсырмалардың түрі жəне оларды орындау мерзімі

Бақылау	Жұмыс	Жұмыс тақырыбы				Ұсынылатын	Тапсыру
түрлері	түрі					əдебиетке	уақыты
						сілтеме
1	2		3			4	5
Ағымдық	З1	Кешігу уақыты бар жүйелер			1	қос. [92-122];	3 апта
бақылау					2	қос. [209-
					295];
	ӨЖ 1	Кешігуі бар жүйелердің есептері			4	нег. [54-68];
					4	қос. [95-108];
	З 2	Сызықты емес жүйелерді зертеу			1	қос. [196-230]	6 апта
					2	қос. [259-320]
	ӨЖ 2	Комбинацияланған жəне ауытқуы			4	нег. [80-95];
		бойынша		басқаруы	4	қос.бар[52-64];
		жүйелерде	реттегіш-компенсатор
		синтезі
	З 3	Сызықты емес автоматты			1	нег. [196-230]	9 апта
		жүйелердің өтпелі процестерінің			2	қос. [295-320]
		ерекшеліктерін зерттеу
	ӨЖ 3	Өтпелі	АРЖ	процесстерiн	əр
		түрлi əдiстермен		есептеу жəне
		құрастыру
	З 4	Сызықты емес автоматты реттеу			1	қос. [234-262]	12 апта
		жүйелерін фазалық қисықтар			2	нег. [340-360]
		əдісі көмегімен зерттеу
	ӨЖ	АРЖ түзетуші құрылғысын
		ЛАЖС əдiсімен синтездеу
	З 5	Сызықтық	емес	жүйелерді	1	қос. [234-262]	15 апта
		сызықтық еместіктің			2	нег. [385-400]
		гармоникалық сызықтандыруы
		негізінде зерттеу
Аралық	АБ-1	Жылдам сұраныс					8 апта
бақылау	АБ -2	Жылдам сұраныс					15 апта
Қортынды	Ауызша		Емтихан				16 апта
бақылау	сұрау

4

1.7 Əдебиеттер тізімі Негізгі əдебиеттер

1.Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Ч 2 – М.:

Энергия, 1966, 372 с.

2.Юревич Е. И. Теория автоматического управления. «Энергия», Л.,1969.

-С - 375.

3.Бесекерский В.А., Попов Е.П., Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука, 1966 г. - С- 992.

4.А. Бекбаев, Д. Сүлеев, Б. Хисаров. Сызықты жəне бейсызықты жүйелердің автоматты реттеу теориясы. – Оқулық. Алматы: «ЭВЕР» баспаханасы, 2055. – 328 б.

5.Адамбаев М..Д Теория автоматического управления. Методы идентификации промышленных объектов управления. – Алматы, КазНТУ, 2004, 180 с.

Қосымша əдебиеттер

1.Лукас В. А. Теория автоматического управления. – М.: Недра, 1990. –

С- 416.

2.Васильев В.Г., Чуич В.Г. Системы автоматического управления. – М.: Высшая школа, 1967, - С - 419.

3.Расчет автоматических систем /Под ред. А.В. Фатеева. – М.: Высшая школа, 1973, - С- 336.

4.А.В. Нетушил Теория автоматического управления. Ч. II.-М.: Высшая школа, 1972.

5.А. Бекбаев., Д. Сүлеев., Б. Хисаров. Сызықты автоматты реттеу жүйелері теориясының есептер жинағы(оқу құралы). – Алматы: ҚазККА.

баспасы, 2007, - 212 б.

6.Адамбаев М.Д. Математические основы технических систем. – Алматы: КазНТУ, 2008, - С- 193.

1.8 Білімді бақылау жəне бағалау

В. 3 - кесте Рейтинг ұпайларын бақылау түрлеріне қарай бөлу

Нұсқа нөмірі	Қорытынды бақылау түрі	Бақылау түрлері	Пайыздар
1.	Емтихан	Қорытынды бақылау	100
		Аралық бақылау	100
		Ағымдық бақылау	100

Ағымдық бақылаудың қорытындысын өткізу мерзімі пəн бойынша оқу үрдісінің күнтізбелік кестесімен белгіленеді(В. 4 - кесте). Ағымдық бақылау саны пəннің оқу - əдістемелік кешенінде көрсетілген пəннің мазмұнымен жəне оның көлемімен анықталады.

5

В. 4 - кесте Бақылаудың барлық түрін өткізу бойынша күнтізбелік кесте

«Электр энергетикадағы автоматты басқару - II» пəні бойынша

	Апта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	Апталық	З 1	З 1	З 1	З 2	З 2	З 2	З 3	ӨЖ3	З 3	З 4	З 4	З 4	З 5	З 5	З 5
	бақылау	ӨЖ1	ӨЖ1	ӨЖ1	ӨЖ2	ӨЖ2	ӨЖ2	ӨЖ3	АБ 1	ӨЖ3	ӨЖ4	ӨЖ4	ӨЖ4			АБ 2
	саны
	Бақылау	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	2
	түрлері
	Бақылау	түрлері	: З –	зертханалық жұмыс; ӨЖ – өзіндік жұмыс; АБ – аралық
	бақылау,т.б.

Пəн бойынша қорытынды бағалау, В. 5- кестесінде келтірілген меже бойынша анықталады.

В. 5-кесте Студенттердің білімін бағалау

	Баға	Əріптік	Пайызбен %	Баллмен
		эквивалент
	Өте жақсы	А	95-100	4
		А-	90-94	3,67
	Жақсы	В+	85-89	3,33
		В	80-84	3,0
		В-	75-79	2,67
	Қанағаттанарлық	С+	70-74	2,33
		С	65-69	2,0
		С-	60-64	1,67
		D+	55-59	1,33
		D	50-54	1,0
	Қанағаттанарлық	F	0-49	0
	емес

Модульдер жəне аралық аттестация бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар тізімі

1 - модуль бойынша бақылауды өткізуге арналған сұрақтар:

1.Кешігуі бар сызықты АРЖ – ның ерекшеліктері.

2.Кешігуі бар АРЖ тұрақтылығын зерттеу.

3.Бейсызықты АРЖ (анықталуы, бейсызықты элементтер түрлері).

4.Фазалық жазықтық əдісі.

5.Ауытқу боынша АРЖ.

6.Комбинирленген АРЖ.

2 - модуль бойынша бақылауды өткізуге арналған сұрақтар:

1.Бейсызықтылардың гармоникалық сызықтандырылуы.

2.Гармоникалық сызықтандырудың коэффициенттері.

3.Гармоникалық сызықтандыру əдісінің тағайындалуы.

4.Бейсызықты жүйенің фазалық бейнесі.

5.Бейсызықты жүйенің тұрақтылығы.

6.Ляпуновтың бірінші əдісі.

6

7.Ляпуновтың екінші əдісі.

8.В. М. Поповтың абсолютты тұрақтылық критериясы.

9.В. М. Попвтың жиіліктік əдісі.

10.Бейсызықты жүйенің кейбір бағасының сапасы. Аралық аттестацияға дайындауға арналған сұрақтар:

1.Кешігуі бар сызықты АРЖ - ның ерекшеліктері.

2.Кешігуі бар АРЖ тұрақтылығын зерттеу.

3.Бейсызықты АРЖ (анықталуы, бейсызықты элементтер түрлері).

4.Фазалық жазықтық əдісі.

5.Ауытқу боынша АРЖ.

6.Комбинирленген АРЖ.

7.Көп байланысты АРЖ.

8.Бейсызықты жүйе дегеніміз не?

9.Бейсызықты жүйенің статикалық сипаттамалары.

10.Бейсызықты жүйенің элементтері.

1.9 Курыстың саясаты жəне тəртібі

Оқытушылардың студенттерден міндетті түрде сабаққа қатысуын, барлық бақылау түрі бойынша уақытында есеп беру, сабаққа қатыспаған күндерін қайта тапсыру тəртібін талап етуінен тұрады. Бақылау түрлерін тапсыру барысында оқытылатын пəннің бірізділігін сақтау қажет. Əрбір оқушы бақылау түрлерін бірізділікпен тапсырылуын негіздеуі қажет.

2 Негізгі таратылатын материалдар мазмұны

2.1 Курстың тақырыптық жоспары

	Тақырып атауы							Аптадағы академиялық сағаттар
						Дəріс			Зертханалық	СОӨЖ		СӨЖ
										ауд	офис
1 Сызықты емес жүйелердiң ерекшелiгi							1		2	1	2		3
жəне сызықты емес сипаттамалар
2	Қатарластыру		жолымен		сызықты		1		2	1	2		3
емес сипаттамаларды сызықтау
3	Сызықты	емес		сипаттамаларды 1					2	1	2		3
сызықтау. Гармоникалық					сызықтау
əдісі
4	Сызықты	емес		сипаттамаларды			1		2	1	2		3
статистикалық сызықтау
5	Сызықты емес жүйелерді зерттеу.						1		2	1	2		3
Гармоникалық баланс жəне статикалық
сызықтау əдісі.
6 Фазалық жазықтықтар туралы негізгі							1		2	1	2		3
түсініктер
7	Сызықты	емес	жүйелердің		фазалық		1		2	1	2		3
портреттері
8 Фазалық траекториялар əдісі							1		2	1	2		3
9	Изоклин	шектi	циклдерi		əдiсiмен		1		2	1	2		3
фазалық траекторияларын құрастыру

7

10 Сызықты емес АРЖ процесстерінің

1

2

1

2

3

орнықтылығы

11

Сызықты

емес

жүйелерд1iң

2

1

2

3

орнықтылығы Ляпуновтың əдiсі

12

Сызықты

жүйелердің

абсолют 1

2

1

2

3

орнықтылығы. Поповтың критерийі

13

Дискретті жəне импульсті

АРЖ.

1

2

1

2

3

Дискретті функциялар. Дискретті АРЖ

құрылымы

14 Импульсті жүйелердiң қозғалысын

1

2

1

2

3

басқару.

Импульсті

жүйелердiң

абсолюттi орнықтылығы.

15 Дискреттi жəне

импульсті

жүйе

1

2

1

2

3

реттегіштерінің сапа көрсеткiштерi

Барлық сағаттар

15

30

15

30

45

2.2 Дəрістік сабақ конспектілері

Дəрістің

тақырыбы 1.

Сызықсыз

жүйелердің

ерекшеліктері

мен

сипаттамалары

Дəріс конспектісі. Суперпозицияның қағидасы

орындалмайтын

жүйе

сызықты

емес [1]

деп аталады. Мұндай

жүйенiң орын алуы

сызықты

емес

дифференциалды теңдеулермен суреттеледi. Iс жүзiнде инерциясыз сызықты

емес буындары бар жүйелер өте жиi кездеседi. Мұндай буынның түрлендіруші

операторы кiрiс жəне шығатын шамалардың арасындағы статикалық сипаттама

деп аталатын функциялық тəуелдiлiлік болып табылады.

Сызықты емес АРЖ-ң сызықты АРЖ-де

болмайтын

динамикадағы

принциптi жаңа қасиеттер тəн. Бұл тұрғыда мынандай жағдайларды атап өткен

жөн:

Біріншіден,

сызықты

емес

АРЖ-ға

суперпозиция

принц

қолданылмайды. Екіншіден, сызықты емес АРЖ өтпелі процесінің сапасы

жүйеге берілетін

қосымша

қобалжыту əсерінің көрсеткішіне

тəуелді болады.

1.1-шi суретте бір сызықты емес жүйеге өтпелі процесстерiнiң əрi түрл ауытқулардағы сипаттамасының мысалы келтiредi.

Сызықты емес жүйелердiң ерекшелiголарда автотербелiстердiң пайда болу мүмкiндiгі болып табылады.

1.1 - сурет. Өтпелі процестер қисықтары келтірілген:

1 – тербелмелі орнықтылыққа; 2 – апериодтық орнықтылыққа; 3 - орнықсыз процесс

8

1.2, a суретте қандай сыртқы қобалжыту əсері болғанымен де жүйеде сөнбейтін тұрақты амплитудалы тербеліс пайда болатыны көрсетілген. Осындай тұрақты амплитудалы орнықты тербелісті – автотербеліс деп атайды. Автотербелiстер

сыртқы ауытқулар жоқ		болғанда	жəне сызықты емес жүйелер үшiн тəн
орныққан жаңа режим түрінде болады. 1.2, б – суретте орныққан					тербелістің
амплитудасы	қобалжыту	əсерінің	көрсеткішіне	т. əуелді1.2,	в-суретте

автотербеліс қобалжыту əсері аз кезінде орнықты, ал үлкен қобалжыту əсері кезінде орнықсыз. Сонымен көрсетілген ерекшеліктерге орай сызықты емес

жүйе орнықтылығын қарастырған уақытта бастапқы шарт пен сыртқы қобалжыту əсерін де еске ала отыру керек. Сондықтан сызықты емес жүйелер

үшiн орнықтылық туралы	емес, олардың нақты режимінің орнықтылығы
туралы айту керек. Осы	себептен	БС	жүйені қарастырғандажүйе
орнықтылығы үшін кішкентай	болғандағы, үлкен болғандағы жəне жалпы

жағдайдағы орнықтылық деген ұғым қолданылады.

Кішкентай болғандағы орнықтылық - бұл бастапқы қалыптан аз ауытқу кезіндегі орнықтылық. Үлкен болғандағы орнықтылық - осы жүйе жұмысының шарты бойынша мүмкін болатын шекті ауытқу кезіндегі орнықтылық;

Жалпы жағдайдағы орнықтылық- бұл ауытқуға ешқандай шек қойылмаған кездегі орнықтылық.

Сызықсыз сипаттамалары

Көп жағдайда тəжірибеде кездесетіні сызықты емес статикалық сипаттама

а)

б)

в)

1.2 - сурет. Сызықсыз жүйедегі автотербелістердің əр түрлі түрлері

9

1.3 - сурет. «Сезімсіздік» сипаттамалық типі

1.4 - сурет. «Шектелген» сипаттамалық типі

		1.5 - сурет. Идеальды релелік сипаттама
іс	жүзінде	кездесетін	көптеген	сызықты y = емесf (x)	статикалық

сипаттамаларды төменде келтірілген типті түрде қарастыруға болады жəне оларды бірмағыналы, бірмағынасыз деп екі топқа бөледі.

Бірмағыналы статикалық сипаттама деп – түрі сызықты емес буынның кірісіне берілген x сигналының бағытына тəуелді емес сипаттамаларды айтады. Бiрмағаналы статикалық сипаттама түрi деп сызықты емес буынның х кiретiн шаманың бағытына тəуелдi болмайтын сипаттама аталады׃ ал бір мағыналы емес сызықты емес статикалық сипаттамалардың түрі x - ке тəуелді, яғни x өскенде x[dx / dt > 0] , шығыс шама y одан бір тəуелділікпен өзгерсе, x

кемігенде x[dx / dt < 0]		басқа бір тəуелділікпен өзгереді.
Бірмағыналы		сызықты	емес	статикалық	сипаттам.
Математикалық тұрғыда бірмағыналы сызықты емес сипаттамаларды
x -қа тəуелді үзіліссіз жəне үзілісті функциялар түрінде көрсетуге болады.
Үзіліссіз сызықсыз сипаттамалық x			өзгерісінің берілген диапазоны үшін
(көлемі, мөлшері)	n дəрежелі полиноммен анықталады:
y = a0 × x n	+ a1× x n-1 + ... + an , b < x < c болғанда,				(1.1)
мұндағы ai –		тұрақты коэффициенттер, ал b		мен c (b < c) –	x -тің
өзгеру диапазоны.

10