План лекционных занятий дисциплины "Теория автоматического управления" — страница 51

  • От :
  • Категории : Без рубрики

 

^ В этом разделе даны определения основных понятий теории автоматического управления.

Автоматическое регулирование

Поддержание постоянной (стабилизация) или меняющейся во времени по некоторому закону (слежение) величины, характеризующей объект управления.

^

Это подача на объект управления совокупности воздействий с целью обеспечения оптимального, в некотором определенном смысле, функционирования объекта. Совокупность воздействий выбирается из множества возможных.

^

Соответствие модели реальной системе. Достигается только с некоторой точностью.

Астатическая САР

САР с управлением по отклонению, в контуре которой находится по крайней мере один интегратор, не охваченный обратными связями. Такая САР отслеживает безошибочно по крайней мере постоянный сигнал.

^

Зависимость модуля комплексного коэффициента передачи некоторого звена от частоты. Другими словами, это зависимость величины усиления звеном синусоидального сигнала от частоты этого сигнала.

^

Изучение ее структуры, свойств и характеристик. Осуществляется на основе построения моделей системы управления.

Апериодическое (инерционное) звено

Это звено — простейшее из моделей линейных систем, обладающих инерционностью. Функционально звено содержит один накапливающий (реактивный) элемент и хотя бы один рассеивающий (активный).

^

Зависимость коэффициента усиления линейным звеном синусоидального сигнала, т.е. модуля комплексного коэффициента передачи, от частоты.

^

Реакция линейной системы или звена на дельта-функцию Дирака (на практике — на достаточно короткий импульс).

Возмущение

Это воздействие (помеха), поступающее на объект управления и препятствующее его требуемому поведению.

^

Это работа САР при изменяющихся во времени задании и возмущении. В динамическом режиме проявляются инерционные свойства САР. Частные случаи динамического режима: переходный и установившийся режимы.

^

Величина, подаваемая на вход системы регулирования. В соответствии с задающей величиной должна изменяться выходная, управляемая величина объекта управления.

^

Система управления, в которой регулятор вырабатывает управляющие воздействия на объект на основе определения отклонения управляемой величины от задающей.

^

Устройство, выходной сигнал которого, оставаясь неизменным по форме и масштабу, отстает по времени от входного на некоторую величину.

Интегратор

Звено, выходной сигнал которого пропорционален интегралу по времени от входного. Например, емкость, в которую поступает жидкость, или вал двигателя.

^

Мера способности САР решать поставленные перед ней задачи: осуществлять слежение и стабилизацию. Характеризуется точностью и быстродействием в переходном и установившемся режимах.

Кибернетика — наука об управлении.

Основывается на изучении процессов протекающих в объектах управления, на изучении того, как эти объекты реагируют на внешние воздействия и определении способов воздействия на объект с тем, чтобы оптимизировать его состояние и поведение.

^

Простейшая из линейных систем, обладающих колебательностью, т.е. способностью колебательно возвращаться в исходное состояние после прекращения воздействия. Состоит из двух реактивных элементов, способных накапливать энергию разного вида (кинетическую и потенциальную, электрическую и магнитную) и хотя бы одного активного элемента, способного ее рассеивать.

^

Функция мнимого аргумента, связывающая спектры входного и выходного сигналов линейного звена.

Критерии устойчивости

Это правила, в соответствии с которыми можно установить факт устойчивости или неустойчивости системы и даже судить о степени ее устойчивости по косвенным признакам: виду ЛАЧХ и ЛФЧХ, соотношению между коэффициентами характеристического полинома и др.

^

Величина, характеризующая объект управления и измеряемая в процессе управления объектом. Неконтролируемая величина — не измеряется.

^

Это АЧХ, построенная в логарифмическом масштабе.

ЛФЧХ (логарифмическая фазочастотная характеристика)

ФЧХ, построенная в полулогарифмическом масштабе (т.е. только частота откладывается в логарифмическом масштабе).

^

Это такая, в которой сумме воздействий соответствует реакция, равная сумме реакций на каждое из них, а некоторому изменению воздействия соответствует пропорциональное изменение реакции, т.е. любая линейная система подчинятся принципу суперпозиции. Большинство систем и объектов при достаточно малых воздействиях можно считать линейными.

^

Совокупность структурно-алгоритмической схемы и передаточных функций ее звеньев или передаточная функция всей системы.

^

Значения величины и младших производных решения дифференциального уравнения в нулевой момент времени (сигналов на выходах интеграторов в момент начала моделирования в VisSim’е). Физически это может быть ток в катушке или напряжение на конденсаторе к моменту коммутации цепи, или уровень (объём) воды в водохранилище к моменту начала сброса.

^

САР, в которой хотя бы один элемент является нелинейным.

Нелинейный элемент САР

Звено, статическая характеристика которого нелинейная, т.е. величина выходного сигнала такого элемента нелинейно зависит от величины входного сигнала.

^

Связывает выход элемента или некоторой совокупности элементов с их входом.

ООС — отрицательная обратная связь

Входной сигнал охватываемого ей звена получается вычитанием из входного воздействия выходного сигнала звена или его части. ООС может повысить стабильность системы регулирования.

^

Машина, механизм, устройство и т.п., способные воспринимать внешние воздействия и реагировать на них изменением некоторой величины, характеризующей объект, например, температуры, напряжения, пространственной координаты и др.

Параметр

Численная величина, характеризующая систему или ее элемент, например, коэффициент усиления, постоянная времени.

^

Функция комплексного аргумента, связывающая изображения Лапласа входного и выходного сигналов линейного звена.

Переходная функция

Реакция (отклик) линейного звена на ступенчатое единичное воздействие. По экспериментальной переходной характеристике объекта или системы можно количественно оценить их устойчивость, колебательность, инерционность, способность к накоплению, усиление. Это позволяет построить модель САР или объекта.

^

Анализ и синтез систем автоматического управления.

Программное управление

Осуществление воздействия на объект таким образом, чтобы величина, его характеризующая изменялась во времени в соответствии с заранее известным законом (программой).

^

Входной сигнал охватываемого ей звена получается сложением с воздействием выходного сигнала этого звена или части выходного сигнала. В ТАУ, ПОС зачастую нежелательна, поскольку может привести к потере системой устойчивости.

^

Система управления, в которой регулятор вырабатывает управляющие воздействия на объект на основе задания и возмущений, действующих на объект. Информация о реальном значении управляемой величины в регулятор не поступает.

Регулирование

Поддержание постоянной (стабилизация) или изменяющейся по некоторому закону (программное управление или слежение) величины, характеризующей объект управления.

^

См. Система в ТАУ

САУ — система автоматического управления

См. Система в ТАУ

Синтез системы

Построение теоретической модели проектируемой САР, соответствующей требуемым критериям ее качества.

^

Совокупность элементов (звеньев), взаимодействующих между собой и предназначенная для выполнения функций управления техническим объектом, в частности, регулирования: слежения и стабилизации. Главный элемент — объект управления. Важный элемент — регулятор.

Слежение

Поддержание с требуемой точностью управляемой, выходной величины объекта управления пропорциональной задающей величине, подаваемой на САР. Пример: слежение оптической оси телескопа за спутником.

Стабилизация

1. Одна из задач регулирования. Поддержание постоянной некоторой величины, характеризующей объект управления, т.е. его управляемой величины, например, температуры в печи. 2. Приведение неустойчивой САР в устойчивое состояние.

^

САР с управлением по отклонению, в контуре которой отсутствуют интеграторы. Ошибка слежения такой САР в статическом режиме пропорциональна отслеживаемой величине.

^

Это работа САР при постоянных задающих и возмущающих воздействиях. В таком режиме инерционность САР не проявляется.

Статическая характеристика объекта управления

Зависимость выходной величины объекта у, т.е. величины характеризующей объект управления, от величины подаваемого на его вход воздействия х, при условии, что подаваемое воздействие постоянно, т.е. х = const.

^

Теоретическая модель реальной системы, представляющая собой блок-схему, в которой звенья соответствуют математическим операциям преобразования сигналов, а стрелки указывают направление передачи информации. Для одной системы может быть построено несколько эквивалентных и адекватных структурных схем.

^

Способность системы возвращаться в исходное состояние по окончании воздействия. Устойчивая САР может выполнять задачи слежения и стабилизации лучше или хуже, в то время как неустойчивая САР просто вредна.

^

Величина, характеризующая объект управления и изменяющаяся под воздействием на объект управляющей величины.

Управляющая величина

Величина, поступающая на вход объекта управления. Под воздействием на объект управляющей величины изменяется его управляемая величина.

^

Блок-схема, состоящая из блоков, соответствующим функциональным, физическим элементам системы управления. Стрелки на схеме указывают направление передачи энергии.

^

Зависимость аргумента комплексного коэффициента передачи некоторого звена от частоты. Другими словами, это зависимость фазовой задержки синусоидального сигнала при прохождении им линейного звена, от частоты.

^

Поддержание на оптимальном, в определенном смысле, уровне значения величины, характеризующей объект управления. Например, обеспечение максимальной скорости бурения или минимального расхода топлива.

^

Задание Алгоритм
1 Построить структурную схему по системе дифференциальных уравнений
2 Записать систему уравнений по структурной схеме
3 Привести систему дифференциальных уравнений к матричному виду
4 Определить тип соединения звеньев и записать их передаточную функцию Сравнить рассматриваемую схему с определениями типов соединения звеньев, выбрать соответствующий тип и, пользуясь теоремами о соединении звеньев, найти их передаточную функцию по формуле.
5 Найти ЛАЧХ и ЛФЧХ последовательного соединения звеньев Построить ЛАЧХ и ЛФЧХ первого звена, второго звена, а затем сложить их.


1 Определить тип САР по ее структурной схеме Найти на схеме объект управления, его управляемую величину, задающую величину САР, устройство сравнения (если оно есть) и регулятор. Определить, имеется ли в САР главный контур управления. Если он есть, то САР реализует управление по отклонению.Если главного контура управления нет, то САР разомкнутая. Если в этом случае на регулятор поступает сигнал возмущения, то схема САР разомкнутая, с управлением по возмущению, если не поступает — схема разомкнутая, с жестким управлением.Если на регулятор подается сигнал рассогласования от устройства сравнения и возмущение, то схема САР комбинированная, с управлением как по отклонению, так и по возмущению.


Выберите схему разомкнутой САР с жестким управлениемВыберите схему разомкнутой САР с управлением по возмущениюВыберите схему замкнутой САР с управлением по отклонению Укажите схему замкнутой САР с комбинированным управлением по отклонению и возмущениюУкажите схему замкнутой САР с экстремальным управлением

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Планы мероприятий
Игра викторина по ЭКОЛОГИИ-10 класс

  Цель игры «Викторина по экологии» : углубить экологические знания Весь класс разбит на четыре команды по 6 человек. Время обдумывания ответа -1 минута. Ведущий читает высказывания великих людей с паузами , там , где пропущены слова. Команды должны вставить эти слова «Оценивать … только по стоимости её материальных богатств- …

Задания
Хирургия и Реаниматология. Тесты. Методическое пособие

Тестовые задания. Хирургия и Реаниматология.   Профилактика хирургической инфекции. Инфекционная безопасность в работе фельдшера   Обезболивание   Кровотечение и гемостаз   Переливание крови и кровозаменителей, инфузионная терапия   Десмургия   Ведение больных в полеоперационном периоде   Синдром повреждения. Открытые повреждения мягких тканей. Механические повреждения костей, суставов и внутренних органов   …

Планы занятий
Профориентационный тест Л.А. Йовайши на определение склонности человека к тому или иному роду деятельности

ПРОФЕССИЯ – это вид трудовой деятельности человека, который требует определенного уровня знаний, специальных умений, подготовки человека и при этом служит источником дохода. Профессиональная принадлежность – одна из важнейших социальных ролей человека так как, выбирая профессию, человек выбирает себе не только работу, но и определенные нормы, жизненные ценности и образ жизни, …