Содержание

СОДЕРЖАНИЕ 1

--------------------1 билет------------------------- 2

Лекция 1 Основные понятия теории управления. Принципы и типовые структуры управления 2

Основные понятия 2

Функции управления 2

Принципы и типовые структуры управления 3

Лекция 2 Математические модели систем автоматического регулирования 4

Передаточные функции (ПФ) 5

Структурные схемы САР и правила преобразования структурных схем 6

Лекция 3 Частотные характеристики разомкнутой системы 9

Расчет частотных характеристик по передаточной функции разомкнутой системы 10

Лекция 4 Исследование устойчивости и показателей качества системы 11

Оценка устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам 12

Оценка показателей качества процесса регулирования 12

Корректирующие устройства в САР 13

Некоторые рекомендации по выбору Wку(p). 13

Лекция 5 Модель динамической системы в пространстве состояний 14

Построение модели в пространстве состояний (МПС) 14

Способы вычисления фундаментальной матрицы 16

Определение передаточной функции по известной модели в пространстве состояний 16

Лекция 6 Исследование системы на модели в пространстве состояний 17

Устойчивость замкнутой системы 17

Управляемость и наблюдаемость объекта управления 17

Понятие о модальном регуляторе 18

Лекция 7 Основы теории дискретных систем управления 19

Функциональная структура САР с цифровой вычислительной машиной. 20

Понятие о Z-преобразовании 21

Математическая модель дискретного преобразователя. 23

Передаточная функция цифро-аналогового преобразователя 24

Лекция 8 Исследование свойств дискретной САР 25

Оценка устойчивости и показателей качества дискретной системы 26

Лекция 9 Иерархия задач управления сложными системами 27

Лекция 10 Понятие о задачах оптимизации 29

Лекция 11 Адаптивные системы управления 30

Понятие о задачах идентификации 31

Обусловленность и вычислительная устойчивость задач теории управления 32

Лекция 12 Основные понятия теории управления организационными системами 33

Модели принятия решений 35

Лекция 13 Элементы теории игр 37

Лекция 14 Модели иерархических игр 42

Иерархические игры 42

Лекция 15 Классификация задач и механизмов управления 47

Контрольные вопросы по курсу “Основы теории управления” 52

Литература 53

--------------------1 билет-------------------------

Лекция 1 Основные понятия теории управления. Принципы и типовые структуры управления

Основные понятия

Система – это совокупность нескольких элементов (компонентов, объектов, подсистем), связанных между собой различными связями и функционирующих в качестве единого целого.

Различают несколько видов связей:

1) Материальные;

2) Энергетические;

3) Информационные.

Совокупность элементов и связей между ними образуют структуру системы, которую можно наглядно изобразить графом (рис.1):

Рис.1. Структура системы.

Функционирование системы в качестве единого целого, как правило, означает наличие общей цели, для достижения которой системой необходимо управлять.

Управление системой – это выработка и реализация управляющих воздействий на управляемый объект (процесс, система), необходимых для достижения заданной цели.

Цель управления – это желаемый результат функционирования управляемого объекта или желаемое его состояние в некоторый будущий момент времени.

--------------------1-3-4 билет---------------------

Функции управления

Регулирование, учет, контроль, анализ, планирование, адаптивное управление, логическое управление.

Регулирование –это поддержание постоянного значения или изменение по определенному закону во времени некоторой регулируемой величины (скорости движения, температуры, давления и т.п.)

Регулируемая величина обозначается y(t). Различают 3 вида систем автоматического регулирования (САР):

а) системы автоматической стабилизации (САС) – это системы, обеспечивающие поддержание постоянного значения регулируемой величины: y(t) = const;

б) системы программного регулирования (СПР): y(t) = f(t),

где программа регулирования f(t) заранее известна;

в) автоматические следящие системы (АСС): y(t) = f(t),

где f(t) заранее не известна, а формируется по показаниям датчика, который измеряет текущее значение некоторой величины, за которой регулируемая величина y(t) должна следить, например, радиолокационные станции

--------------------2 билет-------------------------

Принципы и типовые структуры управления

1) Принцип обратной связи (управление по отклонению,рис.2):

Рис.2. Функциональная схема САР:

ЗУ-задающее устройство, УС- устройство сравнения

Обозначения сигналов на рис.2:

- задающее воздействие, пропорциональное желаемому значению регулируемой величины: ,

- сигнал обратной связи, который формируется датчиком обратной связи и регулируемой величиной y(t): ,

– ошибка рассогласования,

u(t) - управляющее воздействие;

v(t)– возмущающее воздействие.

Если положить ,то ошибка рассогласования будет пропорциональна

отклонению фактического значения регулируемой величины от желаемого:

Отсюда следует задача регулятора: обеспечить выполнение условия .

Подавляющее большинство CAP строится по принципу обратной связи.

2) Принцип разомкнутого контура регулирования ( нет обратной связи, рис.3 ):

Рис.3. САР с разомкнутым контуром регулирования

В этом случае для выработки управляющего воздействия в регулятор надо ввести заранее (модель объекта регулирования) и - статистические оценки возмущающих воздействий. Этот принцип регулирования используется очень редко.

3) Принцип управления по возмущающему воздействию (рис.4):

Рис.4. САР с управлением по возмущающему воздействию:

- датчик возмущения

Выработка управляющего воздействия производится на основе модели

объекта регулирования и информации от датчика возмущения.

4) Комбинированный принцип.

Схема с отрицательной обратной связью (рис.2) дополняется датчиком

возмущения ДВ (рис.4). Это позволяет компенсировать недостаток принципа обратной связи - запаздывание в реагировании на возмущающие

воздействия.

--------------------5 билет-------------------------