2020-01-14
155
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
|
Наименование разделов и тем | Макс.нагрузка
|
Колич. часов | Самостоят. работа студента | |||
| всего | прак | лаб | ||||
| Введение | 2 | |||||
| Раздел1 Статика и динамика элементов систем автоматического управления | 78 | 10 | 28 | |||
| Тема 1.1 Основные понятия о системах автоматического управления и регулирования | 6 | |||||
| Тема 1.2 Типовые элементарные звенья. Свойства и характеристики звеньев и систем | 16 | 4 | ||||
| Тема 1.3 Передаточные функции соединений звеньев и систем | 6 | 2 | ||||
| Тема 1.4 Свойства объектов управленияи регулирования с сосредоточенными параметрами и их определение | 6 | 2 | ||||
| Тема 1.5 Управляющие устройства(автоматические регуляторы) | 44 | 2 | 28 | |||
| Раздел 2 Линейные автоматические системы управления | 20 | 6 | ||||
| Тема 2.1 Передаточные функции замкнутых систем | 2 | |||||
| Тема 2.2 Устойчивость автоматических систем регулирования и управления | 8 | 2 | ||||
| Тема 2.3 Качество систем автоматического управления | 6 | 2 | ||||
| Тема 2.4 Коррекция линейных систем автоматического управления | 4 | 2 | ||||
| Раздел 3 Дискретные системы управления | 8 | 2 | ||||
| Тема 3.1 Основные понятия и определения дискретных САУ | 2 | |||||
| Тема 3.2 Анализ дискретных САУ | 6 | 2 | ||||
| Раздел 4 Нелинейные системы управления | 12 | 2 | ||||
| Тема 4.1 Основные понятия о нелинейных системах и методах их исследования | 4 | |||||
| Тема 4.2 Устойчивость нелинейных систем | 4 | 2 | ||||
| Тема 4.3 Релейные автоматические системы управления | 4 | |||||
| Раздел 5 Исследование САУ при случайных воздействиях | 8 | 2 | ||||
| Тема 5.1 Основные понятия и формы случайных процессов | 4 | 2 | ||||
| Тема 5.2 Случайные процессы в линейных и нелинейных САУ | 4 | |||||
| Раздел 6 Оптимальные САУ | 8 | |||||
| Тема 6.1 Статические методы анализа и синтеза оптимальных САУ | 4 | |||||
| Тема 6.2 Самонастраивающиеся САУ | 4 | |||||
| Раздел 7 Микропроцессорная техника | 14 | 10 | ||||
| Всего по дисциплине | 150 | 22 | 38 | |||
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Студент должен
иметь представление:
- о содержание дисциплины «Автоматическое управление»;
- о ее связи с другими предметами;
- об истории развития теории автоматического управления;
|
|
|
знать:
- назначение, цели, функции теории автоматического управления, ее математическое обеспечение;
- роль и значение АСУ и их отличительные черты.
Роль, задачи и содержание АУ, связь с другими дисциплинами. Значение АУ в развитии автоматизации производства. Краткий обзор истории развития ТАУ. Вклад русских ученых в развитие теории автоматического управления.
Литература: [1] стр.5-7
РАЗДЕЛ 1 СТАТИКА И ДИНАМИКА ЭЛЕМЕНТОВ САУ
Тема 1.1 Основные понятия о системах автоматического управления и регулирования
Студент должен
знать:
- основные понятия теории автоматического управления и регулирования;
- типовые структурные схемы систем АУ;
- виды САУ;
- статические характеристики;
- простейшие схемы САР;
- назначение входящих в структурные схемы элементов.
Основные определения: параметры технологического процесса, управление, регулирование, регулируемый параметр, текущее и заданное значения, рассогласование, объект управления, САУ, входные и выходные величины.
Разомкнутые и замкнутые САУ. Принцип действия САУ и их основные устройства.
Понятие об автоматической системе регулирования: структурная схема простейшей и реальной систем, назначение и выполняемые функции элементов системы.
Классификация АСР. Статические характеристики. Методы линеаризации нелинейных систем, требования предъявляемые к САУ.
Литература [1] § 1.1-1.3 стр. 11-18, § 2.1-2.3 стр.104-109
[2] глава 11 §1-7 стр151-159
Методические указания:
При изучении данной темы студенты должны запомнить основные понятия и определения ТАУ. Особо обратить внимание на различие двух принципов регулирования, достоинства и недостатки каждого. Необходимо разобраться в структурной схеме типовой САР, т.к. большинство реальных систем построено по этому принципу. Важным вопросом ТАУ являются понятия устойчивости, требования предъявляемые к САУ, статические характеристики.
Вопросы для самоконтроля:
1. Дать определения понятиям: объект управления, САУ, текущее значение регулируемого параметра, заданное значение регулируемого параметра, рассогласование, отклонение, регулирование.
2. В чем различия между разомкнутой и замкнутой САУ?
3. Принцип регулирования по отклонению.
4. Принцип регулирования по возмущению.
5. Назовите требования предъявляемые к САУ.
6. Проклассифицируйте САР давления газа.
7. Что такое статическая характеристика САУ?
Тема 1.2 Типовые элементарные звенья. Свойства и характеристики звеньев и систем
Студент должен
знать:
- преобразование Лапласа;
- динамические характеристики;
- типовые элементарные динамические звенья САУ;
уметь:
- составлять и решать любое дифференциальное уравнение в операторной форме;
- выводить передаточную функцию системы;
- получать частотные характеристики САУ;
- строить временные и частотные характеристики любого звена.
Динамические характеристики САУ. Временные и переходные характеристики. Дифференциальное уравнение элемента системы. Преобразование Лапласа. Полное уравнение динамики САУ. Передаточная функция системы. Частотные характеристики: амплитудно-фазовая, амплитудная, фазовая. Экспериментальный и аналитический способы получения частотных характеристик.
Принципы расчленения АСР на элементарные звенья. Типовые элементарные звенья: усилительное, апериодическое, интегрирующее, дифференцирующее, колебательное и чистого запаздывания. Характеристики элементарных звеньев. Примеры элементарных звеньев.
Практическая работа 1 «Решение дифференциальных уравнений с использованием преобразования Лапласа. Получение передаточных функций и частотных характеристик»
Практическая работа 2 «Получение и построение частотных характеристик»
|
|
|
Литература [1] §2.4, 2.7, 3.1
[2] глава11 §8, глава12 §1
Методические указания:
По данной теме сначала изучают понятие динамических характеристик. Особо важный вопрос: преобразование Лапласа, передаточная функция.
Преобразование Лапласа (операторный метод)
Динамические свойства систем автоматического управления выражаются дифференциальными уравнениями, но так как решать эти уравнения сложно, то эти уравнения алгебраизуются с помощью преобразования Лапласа.
Сущность преобразования состоит в том, что вместо X(t) рассматривается однозначно соответствующая ей функция Х(р).
Х(t) – оригинал, Х(р)-изображение, р-оператор
Преобразование Лапласа: Х(р) = ∫ Х(t)е-рtdt
Получение Х(р) из Х(t) прямое преобразование, а получение Х(t) из Х(р) –обратное.
L{X(t)}=X(p)
L-1{X(p)}=X(t)
Существуют таблицы преобразований Лапласа, в ТАУ наиболее часто встречаются следующие преобразования:
Отношение изображения по Лапласу Хвых к Хвх называется передаточной функцией
