Сутність автоматичного керування

ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

Лекції

Змістовий модуль 1

 

Частина 1.Теорія лінійних систем автоматичного керування
Змістовий модуль 1

Лекція 1. Вступ. Загальні поняття теорії автоматичного керування (ТАК)

Предмет і задачі курсу.

Місце ТАК в системі наук.

Сутність автоматичного керування. Основні визначення.

Основні компоненти системи автоматичного керування.

• Теорія автоматичного керування (ТАК) - цетехнічнадисципліна, яка вивчаєтипи, властивості та принципи систем автоматичного керування, побудову систем автоматичного керування та методиїхрозрахунку.

• Мета дисципліни- формування бази знань, яка забезпечить майбутнім спеціалістам фаховий рівень знань з автоматизації, необхідний при вивченні спеціальних інженерних дисциплін.

• Метою лекційних занять є забезпечення достатнього рівня теоретичних знань, необхідних для математичногомоделювання, аналізу та синтезу систем автоматичного керування.

Предмет і задачі курсу

• 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 розділівзагальної науки про керування, яка маєназвукібернетики.

• “ Кібернетика займаєтьсявивченням систем будь-якоїприроди, здатнихсприймати, зберігати і перероблятиінформацію і використовуватиїї для керування та регулювання”. (Колмогоров О.М.)

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

• Курс ТАК базується на основнихположеннях математики, обчислювальноїтехніки, теоретичних основ електротехніки.

Сутність автоматичного керування

У техніці керуванням називаютьцілеспрямованийвплив на будь-якийпристрій, об'єкт. Якщокеруванняздійснюєлюдина, то керуванняназиваютьручним, 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 – 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.

• Автоматичнекерування – керування, якездійснюється без безпосередньоїучастілюдини. Процесс керуванняскладається з операційкерування.

• Автоматизація – замінапрацілюдини в операціяхкерування.

• Пристрій (машина, агрегат, технологічнийпроцес), станом якогокерують, називається об'єктомкерування (ОК) абокерованимоб'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).

• Технічніпристрої, щовиконують в цьомувипадкуопераціїкерування, називають автоматичнимипристроями.

• Пристрій, щоздійснюєкеруваннякерованимоб'єктом, називаєтьсякеруючимпристроєм абопристроємкерування (ПК). ·

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

• Об'єкткерування разом ізвзаємодіючим з ним керуючимпристроємназивають системою керування.

• Якщо система керуванняфункціонує за участюлюдини, то вона називається автоматизованою системою керування (АСК). Якщо система керуванняфункціонує без безпосередньоїучастілюдини, то вона називається автоматичною системою керуванняабо системою автоматичногокерування (САК).

Метою керування є зміна стану об'єктавідповідно до заданого закону - завдання.Таказмінавідбуваєтьсяврезультатідіїзовнішніхфакторів, середякихвиділяють:

-керуючі (цілеспрямовані) впливи, щозабезпечуютьвиконаннязавдання;

- збурюючі впливи, щоперешкоджаютьбажаногопротіканнюкерованогопроцесу. Це - сили опору длякінематичнихмеханізмів, температура навколишньогосередовища для тепловихпроцесів і т. д.

Основнізавдання ТАК:

- аналіз САК, тобтоаналізстійкості, структурнихвластивостей, динамічнихпоказниківякості, точності;

-синтез САК, тобто синтез алгоритмів (аналітичнихвиразів), щоописують блоки системи і їхзв'язки та забезпечуютьзадану (може бути, оптимальну) якістькерування.