- •Курс лекций по дисциплине: «Теория автоматического управления»
- •Динамическая система станка и ее основные элементы
- •Основные понятия и определения
- •Режимы работы системы
- •Обобщенная функциональная схема системы автоматического управления
- •Принципы управления
- •Классификация сау
- •Классификация саУпо свойствам в установившемся режиме.
- •Классификация сау по характеру внутренних динамических процессов
- •Классификация по виду внешних воздействий
- •Математическое описание линейных систем.
- •Статика систем управления
- •Динамика систем управления
- •Способы линеаризации систем автоматического управления
- •Операторный метод в тау
- •Основные свойства операторных преобразований, на примере оператора Лапласа.
- •Уравнение динамики в операторной форме
- •Уравнение динамики в стандартной форме
- •Типовые воздействия в тау
- •Частотные характеристики
- •Амплитудно-фазовая частотная характеристика
- •Логарифмические частотные характеристики.
- •Виды соединения систем. Правила преобразования структурных схем
- •Типовые динамические звенья.
- •Позиционные звенья
- •Механический колебательный контур
- •Интегрирующие звенья
- •Дифференцирующие звенья
- •Процесс резания как динамическое звено сау
- •Технические средства тау
- •Устойчивость линейных систем автоматического управления
- •Критерии устойчивости
- •Критерии Гурвица
- •Критерий Рауса
- •Частотные критерии устойчивости
- •Критерий Михайлова
- •Критерии Найквиста
- •Запасы устойчивости
- •Определение запасов устойчивости при лчх
- •Суждение об устойчивости систем по их структурной схеме
- •Управляемость и наблюдаемость систем автоматического управления.
- •Качества процесса управления Качество. Прямые и косвенные оценки качества
- •Прямые оценки качества переходного процесса
- •Косвенные оценки качества
- •Синтез систем ау
- •Применение обратных связей для улучшения динамических свойств системы
- •Применение лчх для синтеза сау
- •Применение лчх для синтеза.
- •Синтез систем с использованием лачх при последовательной коррекции
- •Синтез систем с помощью лачх при параллельной коррекции
- •Линейные импульсные системы Типы и основные элементы импульсных систем
- •Дискретное преобразование Лапласа.
- •Общая схема цифровых систем
- •Чпу станками. Системы чпу
- •Интерполяторы и их функции
- •Классификация систем чпу
- •Адаптивное управление технологическими процессами
- •Выбор источника информации по протеканию процесса
- •Управление точностью, за счет изменения размера статической настройки
- •Управление динамической настройкой станка
- •Управление износом инструмента
- •Нелинейные системы
- •Типовые однозначные нелинейности
- •Типовые неоднозначные
- •Фазовые методы исследования нелинейных систем
- •Виды особых точек
- •Автоколебательный режим
Классификация по виду внешних воздействий
Детерминированные – внешние воздействия заранее известны;
Вероятностные – внешние воздействия носят случайный характер.
Математическое описание линейных систем.
Физическое и математическое моделирование.
Моделированием называется замена реального объекта с целью исследования его свойств другим объектом, сохраняющего наиболее важные свойства исследуемого объекта.
Оригинал – модель.
Модель – это заместитель оригинала, сохраняющий наиболее важные его свойства.
2 вида моделирования:
1. Физическое, физическая модель – это материальный и функциональный объект, идентичный или подобный оригиналу.
Материальность физической модели состоит в том, что ее работа подчиняется объективным законам природы.
Функциональность модели состоит в том, что она соответствует назначению и работе оригинала.
Аналогичность модели связана с правилами определения соответствия свойств.
Оригинал обладает свойством модели, т.к. все важные свойства в них совпадают.
Подобность модели и оригинала связана с пропорциональностью их свойств, и соответствие свойств в данном случае устанавливается по правилам теории подобия.
Математическая модель – это совокупность математических зависимостей и схем, позволяющих описать свойства оригинала.
Требования к математическим моделям:
– простота;
– точность.
Любая математическая модель – это результат компромисса между простотой и точностью.
Основные требования к математическим моделям:
– возможность получения еще не известной информации об оригинале.
Для получения математической модели в ТАУ используют один из двух методов:
Получение системы диф. уравнений на основе аналитического анализа процессов (физических, механических и др.) или экспериментальным путем.
Получение косвенных оценок динамических процессов, к которым относятся передаточные функции, временные и частотные характеристики.
Статика систем управления
Изучает установившиеся режимы. Три способа описания статического установившегося режима:
Аналитический – уравнение статики
Графический – статические характеристики – устанавливают связь выходного и входного сигналов в установившемся режиме.
Количественный – рассчитываются передаточные коэффициенты – К – отношение выходного сигналак входному сигналув установившемся режиме.
Динамика систем управления
Изучает поведение систем автоматического управления в переходных режимах.
Основным способом описания переходных режимов является аналитический способ, в основе которого лежит уравнение динамики:
Уравнение (3.1) – частный случай уравнения динамики (3.2) для условий, когда в системе отсутствуют изменения, т.е. все производные по времени равны 0.
Способы линеаризации систем автоматического управления
Графический
Главным требованием, предопределяющим возможность линеаризации системы, является малость отклонений фактических значений выходных сигналов системы от расчетных, которые получены после линеаризации.
Появляется новая система координат, и движение системы рассматривается в отклонениях, (уравнение движения системы составляется в отклонениях).
Выражение (3.3) представляет собой аналитическую форму записи уравнения движения линеаризованной системы. Однако для упрощения записи знак приращения Δ обычно опускают, а уравнение (3.3) при этом записывают в виде
Аналитическая форма представления уравнения динамики (3.4).
Таким образом, переходные режимы линейных систем автоматического управления описываются аналитически дифференциальными уравнениями часто достаточно высокого порядка.