Місце ТАК у системі наук

План лекції

1.1. Предмет і задачі курсу.

1.2. Сутність автоматичного керування. Основні визначення.

1.3. Основні компоненти системи автоматичного керування.

1.4. Принципи автоматичного керування.

1.5. Типові закони регулювання

1.6. Класифікація САК.

Предмет і задачі курсу

Теорія автоматичного керування (ТАК) - це технічна дисципліна, яка вивчає типи, властивості та принципи систем автоматичного керування, побудову систем автоматичного керування та методи їх розрахунку.

 

Завдання дисципліни – вивчення сучасних підходів до аналізу існуючих і проектуванню нових систем автоматичного керування, набуття навичок створення і розрахунків цих систем.

 

Предметом дисципліни є: функції, які виконують в системах керування, конкретні елементи та функціональні блоки, загальні закономірності функціонування систем автоматичного керування в цілому, методи аналізу існуючих та синтезу нових систем.

У результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

· основні положення теорії автоматичного керування, моделі, методи дослідження та синтезу автоматичних систем різних типів;

· мати уявлення про використання основних положень теорії автоматичного керування в науці і техніці.

 

Місце ТАК у системі наук

· Теорія автоматичного керування – це один з розділів загальної науки про керування, яка має назву кібернетики.

· Кібернетика займається вивченням систем будь-якої природи, здатних сприймати, зберігати і переробляти інформацію і використовувати її для керування та регулювання”. (Колмогоров О.М.)

· Розділ кібернетики, який відноситься до технічних систем, є теорією автоматичного керування.

Курс ТАК базується на основних положеннях математики, обчислювальної техніки, теоретичних основ електротехніки.

1.2. Сутність автоматичного керування. Основні визначення.

У техніці керуванням називають цілеспрямований вплив на будь-який пристрій, об'єкт. Якщо керування здійснює людина, то керування називають ручним, неавтоматичним.

Керування – процес дії на об’єкт у відповідності з алгоритмом керування.

Алгоритм – упорядкована сукупність правил, точне виконання яких приводить до потрібного кінцевого результату.

Алгоритм керування – сукупність правил, які визначають характер дій на об’єкт керування (ОК) з метою підтримання його алгоритму функціонування.

Автоматичне керування – керування, яке здійснюється без безпосередньої участі людини. Процесс керування складається з операцій керування.

Автоматизація – заміна праці людини в операціях керування.

Пристрій (машина, агрегат, технологічний процес), станом якого керують, називається об'єктом керування (ОК) або керованим об'єктом.

Об’єкт керування (ОК)– це певний пристрій, технічна, природна чи організаційна система алгоритм функціонування якого у даній САК підтримується з потрібною точністю.

Алгоритм функціонування – сукупність правил чи вимог, які визначають потрібне здійснення робочого процесу певним об’єктом (пристроєм, технічною, природною чи організаційною системою).

Технічні пристрої, що виконують в цьому випадку операції керування, називають автоматичними пристроями.

Пристрій, що здійснює керування керованим об'єктом, називається керуючим пристроєм або пристроєм керування (ПК). ·

Пристрій автоматичного керування (ПАК) – пристрій, який забезпечує виконання алгоритму керування автоматично, без участі людини.

Об'єкт керування разом із взаємодіючим з ним керуючим пристроєм називають системою керування.

Якщо система керування функціонує за участю людини, то вона називається автоматизованою системою керування (АСК). Якщо система керування функціонує без безпосередньої участі людини, то вона називається автоматичною системою керування або системою автоматичного керування (САК).

Метою керування є зміна стану об'єкта відповідно до заданого закону - завдання. Така зміна відбувається в результаті дії зовнішніх факторів, серед яких виділяють:

керуючі (цілеспрямовані) впливи, що забезпечують виконання завдання;

збурюючі впливи, що перешкоджають бажаного протіканню керованого процесу. Це - сили опору для кінематичних механізмів, температура навколишнього середовища для теплових процесів і т. д.

Основні завдання ТАК:

· аналіз САК, тобто аналіз стійкості, структурних властивостей, динамічних показників якості, точності;

· синтез САК, тобто синтез алгоритмів (аналітичних виразів), що описують блоки системи і їх зв'язки та забезпечують задану (може бути, оптимальну) якість керування.