ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.01.2025

Просмотров: 158

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Принцип управления. Классификация систем управления.

Принцип разомкнутого управления

Принцип регулирования по отклонению

2. Алгоритмы и законы регулирования

3. Математическое описание сау. Модели вход-выход.

4. Математическое описание сау. Модели вход-состояние-выход.

5. Математическое описание звеньев и сау. Типовые звенья.

6. Типовые воздействия в системе и реакция на них.

7. Устойчивость систем управления. Первый метод Ляпунова.

8. Устойчивость систем управления. Частотный критерий устойчивости.

9. Устойчивость систем управления. Алгебраические критерии устойчивости.

10. Качество установившихся процессов в линейных сау. Коэффициенты ошибок.

Коэффициенты ошибок

11. Качество установившихся процессов в линейных сау. Частотные критерии качества.

12. Качество установившихся процессов в линейных сау. Корневые критерии качества.

13. Качество установившихся процессов в линейных сау. Интегральные критерии качества.

14. Коррекция сау. Способы коррекции.

15. Коррекция сау в функции внешних воздействий. Инвариантность.

Коррекция по возмущающему воздействию

16. Задачи и методы синтеза линейных сау.

17. Многомерные сау.

18. Чувствительность систем управления.

Существуют методы анализа чувствительности и методы достижения малой чувствительности в проектируемых системах.

Определить чувствительность для системы:

Управляемость.

20. Наблюдаемость систем управления.

21. Дискретные системы управления. Классификация.

22. Импульсные системы управления.

24. Автоколебания нелинейных сау. Определение параметров автоколебаний.

Определение параметров автоколебаний

25. Методы линеаризации нелинейных сау.

26. Случайные процессы

27. Оптимальное управление. Постановка задачи оптимального управления. Критерии оптимальности.

28. Аналитическое конструирование регуляторов. Постановка задачи.

29. Методы теории оптимального управления

30. Адаптивные системы управления. Классификация адаптивных сау.

1. Принцип управления. Классификация систем управления.

Существует фундаментальный принцип управления. У каждой системы есть алгоритм функционирования. Мы формируем алгоритм управления (формирование управляющего воздействия на ОР). Существует 3 принципа управления:

  • принцип разомкнутого управления

  • принцип компенсации или управления по возмущению

  • принцип о.с. или регулирования по отклонению

комбинированный способ – различные комбинации предыдущих.

Принцип разомкнутого управления

Алгоритм управления вырабатывается только на основе заданного алгоритма функционирования, при этом не контролируется не возмущения не выходные параметры.

Принцип регулирования по отклонению

Если сигнал о.с. формир. только при изменении выходной переменной, то такая о.с. наз. гибкой. Если сигнал, подаваемый на вход системы пропорционален только значению выходной переменной, то это жесткая о.с. (стабилизация U генератора постоянного тока).В расмотренном примере существует ЖОС. Когда на систему действует возмущающее воздействие, то организуется принцип управления по возмущению(в дизель-генераторах).

При реализации принципа управления по возмущению добиваются инвариантности – нечувствительности к возмущению.

Управление по отклонению обычно наз. регулированием. Y=G(заданное значение) при наличии f – задача автоматического рег-ия. В зависимости от характера изменения задающего воздействия САР делятся на 3 вида:

  1. Системы стабилизации – они задают воздействия постоянно.

  2. Системы программного регулирования – G=F(z) – задающее воздействие изменяется по заранее заданному закону.

Задающее воздействие определяет заданное значение выходной величины. Заданное значение может быть либо постоянным либо переменным во времени.

  1. Следящие системы – G = var – задающее воздействие изменяется, но закон изменения заранее не известен.

В зависимости от характера действующего в системе сигнала: непрерывные, дискретные.


В зависимости от стабильности параметров во времени: стационарные, нестационарные, детерминированные.

В зависимости от уравнения системы: линейные, нелинейные. В зависимости от рода используемого сигнала: электронные, пневматические, гидравлические, электромеханические и т.д.

Системы м.б. одномерными (системы с одним входом и одним выходом) и многомерными.

2. Алгоритмы и законы регулирования

Система состоит из регулятора и объекта регулир-я. Регулятор формирует упр. возд-е на объект регул-я.

Совокупность предписаний по которым формируется управляющее воздействие на объект регулирования назыв. законом регулирования (управления) – алгоритмы управления.

Математически закон управления определяется уравнением регулятора.

U=f(ε)-закон рег-я

Различают П(пропорциональный), И(интегральный) и Д (дифференциальный)– законы управления.

Uп= kE

Uи=k

Uд=kdE/dt

Обобщенная структура ПИД – регулятора.

3. Математическое описание сау. Модели вход-выход.

Для решения задач САУ (анализ системы или синтез системы) нужно получить математическое описание системы (математическую модель системы) – дифференциальное уравнение физического закона.

Получение модели начинается с разбиения системы на звенья направленного действия - передают сигнал в одном направлении, и изменение звена не влияет на состояние предшествующего звена, работающего на его вход. Разбиение системы на звенья производится исходя из простоты их дифф. уравнений (не выше 2 порядка). Затем для каждого звена составляется передаточная функция.

Математическое описание системы – это либо система из n дифференциальных уравнений 1 порядка, либо дифференциальное уравнение n порядка. После составления диффер. ур-ния на основании преобразования Лапласа составляют передаточную функцию.

Или в операторном виде через преобразование Лапласа: A(s)Y(s)=B(s)X(s)

Ф(s)=Y(s)/X(s)=B(s)/A(s) – передаточная функция (описание в системе вход – выход)


Δy=k*Δx

Если использовать преобр-е Лапласа, то получим передат. ф-цию.

W(s) = Y(s)/X(s)

Схема, составленная из звеньев направленного действия, называется структурно-динамической – составляется на основании передаточных функций каждого звена.


4. Математическое описание сау. Модели вход-состояние-выход.

Для решения задач САУ (анализ системы или синтез системы) нужно получить математическое описание системы (математическую модель системы).

Получение модели начинается с разбиения системы на звенья по математическому описанию, причем звенья направленного действия передают сигнал в одном направлении и изменение состояния этого звена не влияет на состояние предшествующего звена, работающего на его вход. Для каждого звена запис-ся физич. законы, кот. лежат в основе его ф-ционир-я.

В общем случ. Получается диф. ур-е N-ого порядка.

Если учитывать все факторы ур-е получится нелин-ное. Для иссл-я исп-ют лин. ур-я, кот., получаются после линеариз. Линеариз. получ-ся после разл-я в ряд Тэйлора и отбрас-я состовл. высших порядков.

Δy=k*Δx

Ур-я запис-ся в нормальной форме Коши.

вектор х – точка в фазовом пространстве, в кажд. мом. вр. Она занимает определенное положение.

g – задания по каждому параметру

U – воздействие со стороны регулятора на пар-р.

=AX+BU

 Y=CX

Модель Вход-Состояние-Выход исп-ся для сложных систем.

5. Математическое описание звеньев и сау. Типовые звенья.

Для решения задач САУ (анализ системы или синтез системы) нужно получить математическое описание системы (математическую модель системы).

Получение модели начинается с разбиения системы на звенья по математическому описанию, причем звенья направленного действия передают сигнал в одном направлении и изменение состояния этого звена не влияет на состояние предшествующего звена, работающего на его вход.

Типовые звенья САУ различают по виду их передаточной функции и виду дифференициалного уравнения. Различают 3 основных группы:

1) позиционные;

2) дифференцирующие;

3) интегрирующие.

Позиционными звеньями называются такие звенья, в передаточной функции которых многочлены N(S) и M(S) имеют свободный член, равный 1, т.е. эти звенья обладают статической характеристикой.


У дифферициальных звеньев в передаточной ф-ции отсутствует свободный член числителя.

У интегрирующих звеньев в передаточной функции отсутствует свободный член знаменателя.

(идеальное усилительное) (идеальное дифференцирующее)(идеальное интегрирующее)

6. Типовые воздействия в системе и реакция на них.

Типовые воздействия - наиболее часто встречающиеся или наиболее тяжелые для данной системы воздействия.

1. f (t) = δ(t) – единичный импульс.

2. f (t) = 1(t) – единичный скачок.

3. f (t) = sin ωt - гармонический сигнал.

4. f (t) = const – постоянные воздействия.

5. f(t) = υt – сигнал, изменяющийся с постоянной скоростью.

6. f(t) = a*t2/2 – сигнал, изменяющийся с постоянным ускорением.

Реакция на них:

  1. весовая ф-ия k(t)

  2. переходная ф-ия h(t)

3. формулы и графики, отражающие гармонический сигнал – частотные характеристики A(ω), φ(ω), логарифмические характеристики Lm(ω), φ(ω);

W(jω) = A(ω)*e(ω) – выражает и амплитуду и фазу.

Весовой ф-ей звена наз. оригинал передаточной ф-ии (обратное преобразование Лапласа от передаточной ф-ии).k(t)=L-1{W(S)}=

Si – все полюса передаточной ф-ии W(S).

Y(S) = W(S)*X(S)

K(t) = y(t) если X(S)=1→ X(t)=δ(t)

δ(t)- идиализированный импульс с бесконечно большой амплитудой

Весовая ф-ия – реакция звена на единичный импульс.

Физ. Смысл - K(t) – переходный процесс на выходе звена при подаче на его вход единичного импульса.