Основные понятия и определения ТАУ.

Оглавление

Оглавление_ 1

Историческая справка. 3

Основные понятия и определения ТАУ. 3

Взаимосвязь ТАУ с другими техническими науками. 4

Основные характеристики ОУ. 4

Примеры ОУ. 4

Типовая функциональная схема САР (замкнутая). 5

Статические и динамические режимы. 6

Классификация САУ. 7

I. По первому признаку САУ делятся: 7

Классификация САУ по непрерывным динамическим процессам: 7

Классификация САУ по принципу линейности динамических процессов. 7

II. Классификация по характеристикам управления. 8

Классификация САУ по другим признакам. 10

Основные (типовые) управляющие воздействия САУ. 12

Единичное ступенчатое воздействие. 12

Идеальный импульс. 12

Гармонический сигнал. 12

Динамические характеристики САУ. 12

Временные характеристики САУ. 12

Частотные динамические характеристики. 13

Физический смысл частотных характеристик. 14

Типовые динамические звенья. 15

1.Безынерционное звено. 15

2. Апериодическое звено. 16

3. Колебательное звено. 18

4. Идеальное интегрирующее звено. 22

5. Реальное интегрирующее звено_ 23

6. Идеальное дифференцирующее звено. 24

7.Реальное дифференцирующее звено. 25

8.Звено чистого запаздывания: 26

Структурные схемы САУ. 27

Передаточная функция САУ с обратной связью. 28

Представление САУ в виде сигнального графа. 29

Передаточная функция типовой схемы. 30

Устойчивость САУ. 30

Устойчивость САУ по Ляпунову. 30

Геометрическая интерпретация устойчивости. 33

Критерий Гурвица. 33

Критерий Рауса. 35

Критерий Михайлова. 36

Критерий Найквиста. 37

Алгоритм применения критерия Михайлова. 41

Алгоритм использования критерия Найквиста. 41

Логарифмический критерий устойчивости. 41

Сравнительный анализ критериев устойчивости. 44

Запас устойчивости_ 44

Запас устойчивости по алгебраическому критерию Гурвица. 44

Запас устойчивости по фазе и модулю по частотному критерию Найквиста. 44

Устойчивость систем со звеном чистого запаздывания_ 45

D-разбиение по одному параметру или области устойчивости_ 46

Анализ качества САУ_ 47

Основные показатели качества САУ_ 47

Косвенные методы оценки качества_ 47

Влияние нулей передаточной функции на переходный процесс_ 48

Диаграмма Вышнеградского_ 49

Косвенные оценки по виду _____ 50

Основные свойства косвенной оценки переходного процесса по виду _____ 50

Прямые частотные методы оценки качества_ 51

Метод Солодовникова: 51

Прямые методы оценки качества. 52

Интегральные оценки качества_ 52

Описание САУ методом пространства состояния_ 53

Метод прямого программирования_ 54

Схемы переменных состояния типовых звеньев_ 56

Метод параллельного программирования_ 58

Метод последовательного программирования_ 59

Области применения методов программирования схем переменных состояния_ 60

Аналитический способ получения матрицы перехода_ 60

Получение матрицы перехода разложением в ряд_ 61

Получение матрицы перехода по схеме переменных состояния_ 61

Статические и астатические САУ_ 62

Ошибки статических и астатических систем при типовых задающих воздействиях. 63

Ошибка при возмущающем воздействии не равном нулю_ 65

Чувствительность параметров. 66

Гибкие и жесткие обратные связи_ 66

Влияние гибких и жестких обратных связей на динамику_ 67

объекта. 67

Типовые законы регулирования линейных систем_ 67

Дискретные системы автоматического управления_ 69

Виды дискретизации сигналов. 69

Импульсные САУ_ 70

Математические описания импульсных систем. 71

Дискретная передаточная функция. 72

Дискретная передаточная функция типовой системы. 73

Разностные уравнения как метод описания дискретных систем. 73

Описание дискретных систем методом пространства состояний. 73

Описание дискретно-непрерывных систем_ 75

в пространстве состояний. 75

Выбор Т₀ 77

Устойчивость дискретных систем_ 77

Критерий Гурвица_ 78

Критерий Михайлова_ 78

Критерий Найквиста_ 78

Историческая справка.

1876 г. профессор И.А. Вишнеградский опубликовал работу о регуляторах прямого действия, где он рассматривал регулятор и объект управления вместе.

 

где Р-регулятор, а ОУ-объект управления.

В это же время в том же направлении работал Максвелл.

Еще до н.э. арабы изобрели поплавковый регулятор.

1765г. Ползунов изобрел паровую машину (поплавковый регулятор в котле).

1784г. Уатт изобрел центробежный регулятор скорости в паровой машине.

Начало 19-20вв. А.М. Ляпунов.

40-50 гг. 20-го века оптимальное управление

А.С. Понтрягин «принцип максимума».

Р.Беллман и Р.Каллман «Принцип оптимальности автоматизированного управления».

 

Автоматическое регулирование-это поддержание постоянной некоторой величины, характеризующей процесс в объекте управления или изменения этой величины по определенному заданному закону, осуществляемая при помощи измерения состояния объекта управления управляющего воздействия и выработки нового управляющего воздействия на объекте управления.

 

Автоматическое управление-это автоматическое осуществление воздействий, выбранных из множества возможных на основе определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования ОУ в соответствии с заданной целью.

САР

ТАР

САУ

ТАУ

 

ТАР+Сов.ТАУ=ТАУ

 

 

Взаимосвязь ТАУ с другими техническими науками.

Кибернетика- наука об управлении системы.

 

 

 

САУ(система автоматизированного управления)- работает без участия человека.

АСУ(автоматизированная система управления)- работает с человеком.

 

САУ называется система, состоящая из управляющего объекта и регулятора, взаимодействующих между собой в соответствии с определенным алгоритмом управления.