Содержание

стр

1. Информация о дисциплине ……………………………………………… 1.1. Предисловие ……………………………………………………………. 1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы …………………... 1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы ……………………….. 1.2.2. Перечень видов практических занятий и видов контроля ………… 2. Рабочие учебные материалы …………………………………………….. 2.1. Рабочая программа ……………………………………………………... 2.2. Тематический план дисциплины ……………………………………… 2.2.1. Тематический план для студентов очной формы обучения ………. 2.2.2. Тематический план для студентов очно-заоченой формы обучения ………………………………………………………………. 2.2.3. Тематический план для студентов заочной формы обучения ……. 2.3. Структурно-логическая схема дисциплины «Теория автоматического управления» ………………………………………… 2.4. Практический блок …………………………………………………….. 2.4.1. Лабораторный практикум …………………………………………… 2.5. Временной график изучения дисциплины ……………………………. 2.6. Балльно-рейтинговая система …………………………………………. 3. Информационный ресурсы дисциплины ……………………………….. 3.1. Библиографический список ……………………………………………. 3.2. Опорный конспект по дисциплине ……………………………………. Введение ……………………………………………………………………... Раздел 1. Введение. Основные понятия и определения …………….. Основные понятия ……………………………………………… Вопросы для самопроверки …………………………………………… Раздел 2. Общая характеристика автоматического управления ……. 2.1. Классификация и общая характеристика САУ …………………. Вопросы для самопроверки …………………………………………… Раздел 3. Теория линейных и непрерывных систем ………………… 3.1. Виды математических моделей САУ ……………………………. 3.2. Структурные схемы САУ ………………………………………... 3.3. Преобразование структурных схем ……………………………… 3.3.1. Последовательное соединение звеньев ………………………... 3.3.2. Параллельные соединения звеньев ……………………………. 3.3.3. Соединение с обратной связью ………………………………… 3.3.4. Перестановка местами звеньев структурной схемы ………….. 3.3.5. Перестановка местами узлов суммирования и динамических звеньев ………………………………………... 3.3.6. Перестановка местами узлов разветвления и других звеньев структурной схемы …………………………. 3.3.7. Инверсия направления прямого пути …………………………. 3.3.8. Инверсия замкнутого контура …………………………………. 3.4. Ориентированный графы непрерывных САУ …………………... 3.5. Описание систем управления моделями пространства состояний …………………………………………………………. 3.5.1. Уравнения состояния САУ ……………………………………. 3.5.2. Векторно-матричное описание непрерывной системы ……… 3.5.3. Преобразование Лапласа матричного уравнения системы управления …………………………………………… 3.6. Временные характеристики систем и их элементов ……………. 3.6.1. Импульсные переходные характеристики …………………….. 3.6.2. Переходные характеристики …………………………………... 3.7. Частотные характеристики непрерывных систем автоматического управления ……………………………………. 3.7.1. Общие положения ………………………………………………. 3.7.2. Построение частотных характеристик ………………………… 3.7.3. Логарифмические частотные характеристики ………………... 3.8. Типовые звенья ……………………………………………………. 3.8.1. Безынерционное звено ………………………………………….. 3.8.2. Апериодическое звено ………………………………………….. 3.8.3. Интегрирующее звено ………………………………………….. 3.8.4. Дифференцирующее звено …………………………………….. 3.8.5. Колебательное звено ……………………………………………. 3.9. Пример составления математического описания ………………. Вопросы для самопроверки …………………………………………… Раздел 4. Анализ и синтез линейных САУ …………………………... 4.1. Устойчивость линейных непрерывных систем управления …… 4.1.1. Общее условие устойчивости замкнутых непрерывных систем …………………………………………………………… 4.1.2. Критерии устойчивости ………………………………………… 4.1.2.1. Алгебраические критерии устойчивости ……………………. 4.1.2.2. Частотные критерии устойчивости ………………………….. 4.2. Анализ точности и качества процессов управления ……………. 4.2.1. Оценка точности САУ в установившихся режимах ………….. 4.2.1.1. Точность САУ в режиме стабилизации ……………………... 4.2.1.2. Установившиеся ошибки при отработке медленно меняющихся внешних воздействий (коэффициент ошибок) . 4.2.1.3. Анализ влияния порядка астатизма системы на установившиеся ошибки при отработке типовых степенных воздействий …………………………………………………… 4.2.2. Оценка качества работы САУ в переходных режимах ……….. 4.2.2.1. Показатели качества переходных процессов ……………….. 4.2.2.2 Связь частотных показателей с основными прямыми показателями качества ………………………………………... 4.3. Синтез систем автоматического управления …………………… 4.3.1. Задачи и классификация методов синтеза ……………………. 4.3.2. Синтез желаемой ЛАЧХ разомкнутой системы ……………… 4.3.2.1. Синтез желаемой ЛАЧХ в области низких частот ………… 4.3.2.2. Синтез желаемой ЛАЧХ в области средних частот ……….. 4.4. Синтез корректирующих устройств ……………………………. 4.4.1. Схемы включения и классификация корректирующих устройств ………………………………………………………. 4.4.2. Определение передаточной функции последовательного корректирующего звена ……………………………………….. 4.4.3. Определение передаточной функции корректирующего устройства в виде отрицательной местной обратной связи … 4.5. Синтез последовательных корректирующих устройств (регуляторов) в системах подчиненного регулирования …….. 4.5.1. Настройка на “оптимум по модулю” ………………………… 4.5.2. Настройка на “симметричный оптимум” ……………………. 4.5.3. Модальное управление при полностью измеряемом векторе состояния объекта управления ……………………... 4.5.4. Модальное управление при неполной информации о векторе состояния объекта управления …………………… Вопросы для самопроверки ………………………………………… Раздел 5. Теория дискретных САУ …………………………………. 5.1. Понятия о дискретных САУ ……………………………………. 5.2. Математическое представление дискретных функций ………. 5.3. Z-преобразования ……………………………………………….. 5.3.1. Связь спектров непрерывного и дискретного сигналов ……. 5.3.2. Связь между непрерывным преобразованием Лапласа и Z-преобразованием …………………………………………. 5.3.3. Обратное преобразование Лапласа ………………………….. 5.4. Структурные схемы …………………………………………….. 5.4.1. Дискретно-непрерывная система …………………………….. 5.4.2. Дискретная система с несколькими импульсными элементами …………………………………………………….. 5.5. Векторно-матричное описание ………………………………... 5.6. Частотные характеристики …………………………………….. 5.7. Устойчивость систем …………………………………………... 5.8. Анализ качества ………………………………………………… Вопросы для самопроверки ………………………………………….. Раздел 6. Нелинейные системы ……………………………………… 6.1. Основные понятия и определения …………………………….... 6.2. Прямой метод Ляпунова ………………………………………. 6.3. Частотный метод В.М. Попова ……………………………….. 6.4. Метод гармонической линеаризации ………………………….. 6.5. Методы фазового пространства ……………………………….. 6.6. Коррекция нелинейных систем ………………………………... 6.7. Скользящие режимы в релейных системах …………………… 6.8. Статистическая линеаризация нелинейных характеристик …... Вопросы для самопроверки ………………………………………….. Заключение ………………………………………………………………….. 3.3. Глоссарий ……………………………………………………………….. 3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ ……….. Работа1. Исследование динамических свойств типовых звеньев САУ ……………………………………………………………. Работа 2. Исследование точности работы САУ ………………………. Работа 3. Определение оптимальных настроечных параметров ПИ- регулятора ………………………………………………. Работа 4. Исследование дискретной системы автоматического управления …………………………………………………… Работа 5. Исследование параметров релейной позиционной системы 4. Блок контроля освоения дисциплины …………………………………... 4.1. Методические указания к выполнению курсовой работы …………... 4.2. Тренировочные тесты текущего контроля ……………………………. Тест 1 …………………………………………………………………… Тест 2 …………………………………………………………………… Тест 3 …………………………………………………………………... Тест 4 …………………………………………………………………... Тест 5 …………………………………………………………………... Тест 6 …………………………………………………………………... Правильные ответы на тесты текущего контроля …………………... 4.4. Итоговый контроль. Вопросы к экзамену и зачету …………………... Содержание …………………………………………………………………..

3 3 4 4 5 5 5 11 11 13 15 17 18 18 18 19 20 20 21 21 21 23 24 24 24 28 29 29 35 39 39 40 40 40 41 42 42 43 43 46 46 48 51 52 53 53 54 54 55 55 59 60 61 63 64 65 67 70 71 71 72 73 73 76 84 84 84 88 90 93 93 97 98 98 100 101 106 108 108 109 110 112 112 115 118 120 121 123 123 126 129 132 134 136 141 141 142 147 150 154 155 157 158 158 163 166 168 176 187 194 197 200 201 201 202 202 202 205 210 212 219 219 219 219 220 221 227 237 239 242 244 247