2. По каким признакам классифицируются дискретные системы?
3. Уравнения дискретных САУ?
4. Что такое решетчатая функция?
5. Какие методы анализа дискретных САУ Вы знаете?
6. Как определить передаточную функцию дискретной САУ?
РАЗДЕЛ 4 НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Тема 4.1 Основные понятия о нелинейных системах и методы их исследования
Студент должен знать:
- статические характеристики типичных нелинейностей;
- структурные схемы нелинейных систем и особенности структурных преобразований.
Статические характеристики типовых нелинейностей. Статические и динамические нелинейности. Нелинейные САУ и их структурные схемы. Нелинейности в ОУ и УУ. Особенности преобразования структурных схем.
Тема 4.2 Устойчивость нелинейных систем
Студент должен знать:
- методы анализа нелинейных систем и их особенности;
уметь:
- рассчитать нелинейную систему.
Исследование нелинейных систем методом фазовой плоскости. Затухающие процессы в устойчивой системе. Расходящийся и гармонический переходный процесс. Периодические режимы. Равновесие по Ляпунову. Исследование нелинейных систем методом гармонической линеаризации.
Практическая работа №10 « Анализ и расчет параметров нелинейных систем»
Тема 4.3 Релейные САУ
Студент должен знать:
- позиционные регуляторы и их характеристики;
- графики переходных процессов для двух и трех позиционного регулирования.
Релейные САУ. Регуляторы с постоянной скоростью исполнительного механизма. Позиционные регуляторы (Пз). Переходные процессы в системах с Пз-регуляторами. Скользящий режим работы релейных систем.
Литература:[3] §2.4,[4] глава 8, 9,10
Методические указания:
Тема требует серьезных знаний математики. Изучать материал нужно последовательно, внимательно рассматривая предлагаемые примеры. Особо следует обратить внимание на математическое обеспечение теории нелинейных систем.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое статическая характеристика нелинейной САУ?
2. Каким образом преобразуют структурные схемы нелинейных систем?
3. В чем смысл исследования систем методом фазовой плоскости?
4. Что определяют при исследовании систем методом гармонической линеаризации?
5. Какие системы называют релейными?
6. Принцип действия Пз-регулятора.
РАЗДЕЛ 5 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ АУ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Тема 5.1 Основные понятия и формы случайных процессов
Студент должен знать:
- основные законы и определения;
- законы распределения вероятности;
- связь случайных величин;
уметь:
- определять математическое ожидание, дисперсию, среднеквадратическое отклонение, плотность, функцию вероятности. Исследовать корреляцию.
Случайные величины – непрерывные и дискретные. Характеристики случайных величин: вероятность, математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение. Законы распределения вероятности. Плотность вероятности. Случайные процессы. Связь случайных величин, корреляция.
Практическая работа №11 Расчет числовых характеристик случайных величин»
Тема 5.2 Случайные процессы в линейных и нелинейных САУ
Студент должен знать:
- методы изучения случайных процессов в линейных и нелинейных САУ.
Исследование САУ при случайных воздействиях. Постановка задачи синтеза. Прохождение случайного процесса через линейную систему. Помеха и полезный сигнал. Структурные схемы регулирования и эквивалентные схемы, им соответствующие. Прохождение случайного процесса через нелинейную систему.
Литература: [3] §1.6
Методические указания:
Изучение этой темы необходимо начать с глубокого изучения основных положений теории вероятности, важно понять, как отличается действие САУ при том или ином случайном воздействии, каким образом влияют значения параметров настройки. Научиться определять математическое ожидание, дисперсию, среднеквадратическое отклонение, плотность, функцию вероятности. Исследовать корреляцию.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое случайная величина?
2. Чем отличаются непрерывные и дискретные величины?
3. Дайте характеристики случайных величин: вероятность, математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение.
4. В чем заключаются методы изучения случайных процессов в линейных и нелинейных САУ?
5. Закон распределения вероятности.
РАЗДЕЛ 6 ОПТИМАЛЬНЫЕ САУ
Тема 6.1Статистические методы анализа и синтеза оптимальных САУ
Студент должен:
Знать:
- метод наименьших квадратов;
- метод построения моделей АУ;
- общие задачи управления;
- методы оптимизации.
Уметь:
- рассчитать параметры уравнения регрессии;
- строить линию регрессии;
Экспериментально-статистические методы построения модели объекта. Линия регрессии. Динамические модели. Критерии оптимальности.
Тема 6.2 Самонастраивающиеся САУ
Студент должен знать:
- взаимосвязь между режимами работы и динамическими и статическими характеристиками.
Виды систем управления. Чувствительность САУ. Системы настраивающиеся по характеристикам объекта. Самонастраивающиеся системы с эталонной моделью и программные самонастраивающиеся системы. Схемы, структуры. Достоинства, недостатки.
Литература: [4] глава 14.
Методические указания:
Материал следует изучать последовательно, разбирая предлагаемые примеры. Можно этот материал изучать по книгам других авторов.
Вопросы для самоконтроля:
1. Объясните метод наименьших квадратов.
2. Объясните метод построения моделей.
3. Назовите критерии оптимального управления.
4. Каким образом рассчитываются параметры уравнения регрессии?
5. Объясните методы изучения случайных процессов в линейных и нелинейных САУ.
6. Объясните взаимосвязь между режимами работы и динамическими и статическими характеристиками.
РАЗДЕЛ 7. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА
Тема 7.1 Микропроцессорные системы
Студент должен:
Знать:
- основы алгоритмических языков;
- современные МП управляющие устройства (регуляторы).
Устройства программного управления, алгоритмы управления и программное обеспечение. Приборы регулирующие микропроцессорные «Протар», «Теплар». Управляющие микро-ЭВМ. Промышленные МП контроллеры (МПК).
Лабораторная работа №15 «Изучение устройства, методов настройки и программирования регулятора «Протар»
Лабораторная работа № 16 «Регулирование уровня с регулятором «Протар»
Лабораторная работа № 17 «Регулироввание давления с регулятором «Протар»
Лабораторная работа №18 «Изучение устройства и методов настройки регулятора «Теплар»
Лабораторная работа №19 «Регулирование темпратуры с регулятором «Теплар»
Литература: Техническое описание МП устройств.
Методические указания:
Современная автоматизация с каждым днем все больше ориентируется на микропроцессорную технику. Издание учебников отстает от развития МП средств, поэтому эти устройства рекомендуется изучать по паспортам и техническим описаниям этих устройств.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие ВЫ знаете устройства программного управления?
2. В чем особенности этих устройств?
3. Какие МП системы или приборы используются на вашем предприятии?
4. Что такое МП контроллер?
5. Принцип действия МП регуляторов.
Примерная тематика обзорных лекций
(для заочной формы обучения)
| Тематика обзорных лекций | Кол-во аудиторных часов |
| РАЗДЕЛ 1 Статика и динамика элементов САУ | 16 |
| Тема 1.1 Основные понятия о САУ и САР | 4 |
| Основные определения. Разомкнутые и замкнутые САУ, принципы действия и структурные схемы САУ. | 2 |
| Классификация САУ. Требования, предъявляемые к САУ. Статическая характеристика | 2 |
| Тема 1.2 Типовые элементарные звенья. Свойства и характеристики звеньев и систем. | 8 |
| Динамические характеристики. Преобразование Лапласа. Передаточная функция. Частотные характеристики | 2 |
| Типовые динамические звенья | 2 |
| Виды соединений звеньев | 2 |
| Свойства ОУ. Динамические характеристики ОУ. | 2 |
| Тема 1.5 Управляющие устройства | 4 |
| Линейные законы управления: П, И, ПИ, ПД, ПИД | 2 |
| Структурная схема идеального и реального регуляторов. Расчет параметров настройки. | 2 |
| РАЗДЕЛ 2 Линейные САУ | 6 |
| Устойчивость САУ. Критерии устойчивости | 2 |
| Качество САУ. Основные показатели. Построение переходных процессов. Оценка качества. | 2 |
| Коррекция линейных САУ | 2 |
| РАЗДЕЛ 3 Дискретные системы управления | 4 |
| Основные понятия и определения дискретных САУ. | 2 |
| Анализ дискретных САУ. Передаточные функции. Устойчивость и качество. | 2 |
| РАЗДЕЛ 4 Нелинейные САУ | 4 |
| Основные определения. Устойчивость нелинейных САУ. | 2 |
| Релейные САУ | 2 |
| РАЗДЕЛ 5 Исследование САУ при случайных воздействиях | 4 |
| Основные понятия и формы случайных процессов. Случайные процессы в линейных и нелинейных системах | 2 |
| Оптимальные САУ | 2 |
| Итого: | 3 |
Примерная тематика лабораторных и практических работ