Фундаментальные принципы управления

Для основной образовательной программы

«Теория автоматического управления »

По направлениям (специальности) подготовки бакалавров, специалистов и магистров

Баллистика и гидроаэродинамика, 27.03.03 Системный анализ и управление, 27.05.01 Специальные организационно-технические системы, 24.04.03 Баллистика и гидроаэродинамика,

Авиастроение, 27.04.03 Системный анализ и управление

Разработано: Маркин Н. Н.

 

 

Утвержденона заседании кафедры

 

«___»____________20г.

Москва – 2017 г.

Оглавление

Введение. 2

Анализ и синтез динамической системы в пространстве состояний. 2

Устойчивость систем 1го, 2го порядка и более высокий порядок. 3

Инерционная динамическая система 2-го порядка. 5

Исследование устойчивости для систем порядка n. 7

Корневой анализ системы порядка n. 7

Метод синтеза системы управления по желаемому значению частот и коэффициентов относительного демпфирования форм движения изолированной системы. 10

Требование к распределению частот и относительных коэффициентов демпфирования изолированных форм движения. 11

Выбор коэффициентов усиления по заданным требованиям к собственным значениям, частотам и коэффициентам относительного демпфирования в замкнутой системе 13

Математическая модель в пространстве состояний. 15

Анализ характеристик замкнутой системы управления. 16

Аналитическое конструирование оптимального регулятора (АКОР) 17

Алгебраические критерии устойчивости Рауса и Гурвица. 21

Частотные критерии анализа устойчивости и синтеза систем уравнения. 25

Метод частотного анализа устойчивости Михайлова. 25

Критерий устойчивости Найквиста-Михайлова и запасы устойчивости по амплитуде и по фазе для систем с единичной отрицательной обратной связью.. 29

Выбор коэффициентов усиления К в прямой и обратной цепи по заданному запасу устойчивости. 35

Метод наращивания устойчивых контуров. Выбор коэффициентов усиления позиционно-дифференцирующего и позиционно-интегродифференцирующего контроллера. 38

Расчет позиционного интегро-дифференцирующего контроллера(PID) 39

Синтез корректирующих звеньев в прямой цепи. 41

Расчет параметров передаточной функции фильтра средних частот (ФСЧ) 44

Расчет параметров фильтра низких частот (ФНЧ) 45

Расчет параметров фильтра высоких частот (ФВЧ) 47

Синтез корректирующего звена в цепи обратной связи. 48

Процедура улучшения решения за счёт выбора параметров во втором приближении. 49

Синтез инерционных систем первого и второго порядка. 51

Выбор коэффициента усиления в инерционной системе I порядка. 52

Выбор коэффициентов усиления и гибкой обратной связи. 54

для инерционной системы второго порядка. 54

Применение методов аналитического синтеза для структуризации систем управления. 57

 

Введение

 

Теория автоматического управления (ТАУ) изучает устойчивость, динамические характеристики и управление техническими объектами. Методы теории автоматического управления применимы к управлению объектами различной природы с различными принципами действия. В настоящее время сфера ее использования включает анализ динамики таких систем, как экономические, социальные и т.п. Управление каким-либо объектом представляет собой воздействие на него в целях достижения требуемых состояний или процессов. В качестве объекта управления может рассматриваться самолет, беспилотный летательный аппарат, турбореактивный двигатель, привод и т.п. Управление объектом с помощью технических средств без участия человека называется автоматическим управлением. Объект управления, измерительные, управляющие устройства, исполнительные устройства и преобразователи информации представляют собой систему автоматического управления (САУ).Основной задачей автоматического управления является реализация необходимых процессов в объекте управления без непосредственного участия человека.

 

Фундаментальные принципы управления

 

Принято различать три фундаментальных принципа управления: принцип разомкнутого управления, принцип компенсации, принцип обратной связи.