Определение статической и динамической характеристик

ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ И ТЕОРИИ

УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

Задания для самостоятельной работы

 

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано научно-методическим советом

Морского государственного университета

в качестве учебно-методического пособия

для курсантов и студентов-заочников, обучающихся

по специальности 26.05.06 (180405)

«Эксплуатация судовых энергетических установок»

 

 

Владивосток

 

2018

УДК 621.331.22

 

Панасенко, А. А. Основы автоматики и теории управления техническими системами. Задания для самостоятельной работы: учеб.-метод. пособие  – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2018. – 33 с.

Ил. 16, табл. 7. Библиогр. 11 назв.

 

Изложены общие требования к выполнению, оформлению и отчёту о выполнении заданий для самостоятельного изучения курса «Основы автоматики и теории управления техническими системами». Содержит рекомендации и примеры выполнения заданий.

Предназначено для курсантов и студентов специальности 26.05.06 (180405) «Эксплуатация судовых энергетических установок».

 

Рецензент О. В. Осипов, кандидат технических наук, профессор

 

 

Учебное издание

 

Панасенко Андрей Александрович

 

 

ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ И ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

Задания для самостоятельной работы

 

Учебно-методическое пособие

 

Уч.-изд. л. 5,6.  Формат 60 ´ 84/16

Тираж 50 экз.        Заказ №

 

Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского

690059 Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………………………....5

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................5

 

Статические и динамические характеристики звеньев..............................9

1.1. Определение статической и динамической характеристик

 заданного устойчивого звена первого порядка……...................................9

1.2. Определение динамической характеристики заданного

  неустойчивого звена первого порядка ……………...................................14

1.3 Выбор коэффициентов регулятора в системе регулирования

с неустойчивым объектом первого порядка...............................................16

1.4. Определение динамической характеристики заданного

 устойчивого звена второго порядка …………..........................................20

 

 

Динамические характеристики системы автоматического

регулирования...................................................................................................23

2.1. Определение динамической характеристики при изменении

 нагрузки.........................................................................................................23

2.2  Определение динамической характеристики при изменении

 настройки......................................................................................................26

2.3 Определение динамической характеристики заданной системы

  автоматического регулирования с ПИД-регулятором при изменении

 нагрузки...............................................................................................................28

 

Рекомендуемая литература……………………………………………………32

Использованная литература...............................................................................33

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебно-методическое пособие основано на требованиях к знаниям, умениям и навыкам учащихся, сформулированных в государственном стандарте, Международной конвенции и Кодексе о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 1978 года, с поправками (ПДНВ), и ориентированы на достижение следующих целей:

- систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

- углубление и расширение теоретических знаний;

- формирование умения использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;

- развитие познавательных способностей и активности учащихся: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

- формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;

- развитие исследовательских умений;

- использование материала, собранного и полученного в ходе самостоятельных занятий на семинарах, практических и лабораторных занятиях, при написании курсовых и выпускной квалификационной работ, для эффективной подготовки к итоговым зачетам и экзаменам.

В соответствии с государственным стандартом процесс обучения направлен на формирование следующих компетенций:

- способность и готовность осуществлять безопасное техническое использование, техническое обслуживание и ремонт судов и их механического оборудования в соответствии с международными и национальными требованиями (ПК-7);

- способность осуществлять техническое наблюдение за безопасной эксплуатацией судового оборудования и услуг (ПК-11);

- способность и готовность устанавливать причины отказов судового оборудования, определять и осуществлять мероприятия по их предотвращению (ПК-12);

- способность и готовность принять участие в разработке проектной, нормативной, эксплуатационной и технологической документаций для объектов профессиональной деятельности (ПК-24).

В соответствии со спецификацией минимального стандарта компетентности для вахтенных механиков (Кодекс ПДНВ, Раздел А-III/1), учащийся должен получить следующие профессионально-специализированные компетенции (ПСК).

1. Для исполнения функции «Судовые механические установки на уровне эксплуатации»:

-  знание основных принципов конструкции и работы механических систем, включая: 1) судовой дизель; 2) судовую паровую турбину; 3) судовую газовую турбину; 4) судовой котел; 5) установки валопроводов, включая гребной винт; 6) другие вспомогательные установки, включая различные насосы, воздушный компрессор, сепаратор, генератор питьевой воды, теплообменник, холодильные установки, системы кондиционирования воздуха и вентиляции; 7) рулевое устройство; 8) системы автоматического управления; 9) расход жидкостей и характеристики систем смазочного масла, жидкого топлива и охлаждения; 10) палубные механизмы (ПСК-7).

2. Для исполнения функции «Электрооборудование, электронная аппаратура и системы управления на уровне эксплуатации»:

- знание базовой конфигурации и принципов работы следующего электрического, электронного и контрольного оборудования: характеристик базовых элементов электронных цепей; схем автоматических и контрольных систем; функций, характеристик и свойств контрольных систем для отдельных механизмов, включая органы управления главной двигательной установкой и автоматические органы управления паровым котлом (ПСК-14);

- знание базовой конфигурации и принципов работы систем управления, различных методологий и характеристик автоматического управления; характеристик пропорционально-интегрально-дифференциального регулирования и связанных с ним системных устройств для управления процессом (ПСК-15);

- знание функционирования и рабочих испытаний следующего оборудования и его конфигурации: системы слежения, устройства автоматического управления, защитные устройства (ПСК-20).

В результате выполнения заданий в процессе самостоятельного изучения курса «Основы автоматики и теории управления техническими системами» учащийся должен:

– знатьособенности переходных процессов в системах с разными регуляторами, влияние настроечных параметров регуляторов на переходные процессы;

– уметьна основе принципиальной схемы составлять структурную схему системы автоматического регулирования (САР);

– владетьметодами определения статических и динамических характеристик САР, определения оптимальных настроечных параметров.

Пособие предназначено для организации самостоятельной работы курсантов, обучающихся по образовательной программе подготовки специалистов по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» образовательными учреждениями высшего профессионального образования, имеющими государственную аккредитацию.

 

ВВЕДЕНИЕ

Современная система образования предполагает сокращение аудиторной нагрузки учащихся и увеличение объема часов на самостоятельную работу, что увеличивает значимость текущего контроля знаний, в том числе с использованием письменных работ, эссе, рефератов, презентаций, домашних работ. В связи с этим одна из основных задач учебного процесса сегодня – научить курсантов (студентов) работать самостоятельно. Научиться учиться – это значит развить свои способности и потребности к самостоятельному творчеству, повседневной и планомерной работе над учебниками, учебными пособиями, периодической литературой, интернет-ресурсами и активно участвовать в исследовательской работе.

Самостоятельная работа при изучении дисциплин включает:

- чтение рекомендованной литературы, усвоение теоретического части дисциплины, а также ее разделов, определенных для самостоятельного изучения;

- поиск учебного материала в интернет-источниках;

- подготовку к различным формам контроля (защите лабораторных, практических, работ, собеседованию, тестам);

- выполнение определенных в пособии заданий.

Понять теоретические положения, овладеть профессиональными знаниями и приобрести необходимые практические навыки помогут предлагаемые самостоятельные работы. Прежде чем приступать к каждой рекомендованной работе, следует внимательно прочитать конспект соответствующей лекции и рекомендованную литературу, понять содержание задания и его цель.

Порядок выполнения работы и вариант задания определяет преподаватель. Очень важно не только уяснить основные теоретические положения, необходимые для качественного выполнения самостоятельной работы, но и критерии оценки. Каждая самостоятельная работа и разделы преподаватель оценивает по завершении занятия. Общие критерии оценки: 90-100 % выполненных заданий - «отлично», 80-89 % - «хорошо», 70-79 % - «удовлетворительно», менее 70 % - «неудовлетворительно». Более подробные требования к выполнению работ (в случае необходимости) указаны к каждой самостоятельной работе.

Для предъявления преподавателю отчёта о выполнении заданий необходимо оформить результаты своей работы в соответствии со стандартом предприятия на листах формата А4 с указанием на обложке фамилии и номера группы курсанта. При выполнении работы должны быть использованы микрокалькулятор, линейка с миллиметровой шкалой, миллиметровая бумага, карандаш (типа М, ТМ), стирательная резинка. При наличии компьютера или ноутбука самостоятельную работу можно выполнить в электронном виде, распечатать и в рекомендованной стандартом предприятия форме представить преподавателю.

 

 

1. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ
 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ

Определение статической и динамической характеристик