1. Основные понятия о системах управления и регулирования. Принципы регулирования по отклонению и возмущению. (Сабанин 132, Шинкина а.В.)
Управление- (автоматич.,ручное,автоматизир.)-это совокупность действий,основанных на ин-фе о состоянии объекта управления(ОУ)и направлены на поддержание или улучшения функционирования ОУ в соответствии с имеющейся целью и программой.Качество управление определяется эффективностью функционирования и жизнеспособности ОУ.
Автоматизация - это применение автоматических методов и технич. средств,освобождающих человека частично/полностью от непосредственного участия в процессе управления.
Виды и способы управления:
- ручное дистанц. управление( "-" рутинность работы, => ошиб. действ)
-автоматич. управление
ОУ - динамическая система,для кот. определены вх и вых величины
3 постановки задачи автоматич. управления:
1)Управление с целью поддержания желаемого параметра(т.е. стабилизация или регулирование)(t воды на выходе из смесителя)
2)Управление с целью изменения параметра на выходе по задан. программе(т.е. программное управление/регулирование)(повышение t на 5градусов)
3)Оптимальное управление -это поддержание на нулевом значении производной от регулируемой величины по какой-либо доп. величине.(топка котла - для каждого расхода топлива - расход воздуха,чтобы t в топке была max)
Система АСУ начинается с определения функционального назначения и разработки схемы АСР. По функциональному назначению:стабилизир., системы программного назначения, следящие и экстрим. регулирования.
- стабилизир.-для непрерывно работающих процессов
-программн.управления- для периодических процессов,где треб. изменение программ для измен.параметров во времени(снабжение программ. устройствами,действ-ми на задатчик)
- следящие( похожи на программн.управ,но задатчик соединен с вых др. АСР)
-экстрим. - предназначены для поиска и стабилизации технологич.параметров на max и min уровнях.
Одноконтурная АСР по отклонению
А СР работает по принципу отклонения y(t) от заданного значения u(t).Основные составные части АСР - объект управления с передаточной функц. (s) и регулятор с (s). Стрелки -каналы взаимодействия. Работа системы регулирования оценивается по значению регулируемой y(t).Регулируемая величина поддерживается автоматич. регулятором, на вход которого подается , называется сигналом рассогласования.Работа регулятора считается удовлетворительной, если y(t)=u(t),установленного задатчиком(нужен для внесения в сист. управлющего воздействия-задает значение регулирующей величины u(t).Работа регулятора начинается при появлении => вырабатывается регулир. возд-ие ,сводимое к теоретич мин/нулю.Регулир. воздействие вносится на вход объекта с помощью регулир. органа(РО).Возмущения л(t) - по каналу регулир+внешн.воздействие.
Простейшая оценка качества работы делается по анализу переходных процессов,после подачи на вход эталонного возмущения(ступенч.)
Задачи регулятора: за мин.t установить значение регулир-ой величины на задан. значении или поддерживать при действии возмущ. знач. регулир-ой величины на заданном уровне(u зд=0)
"+" работает пока значения регулир-ой величины не придет к нулю
"-" высокая инерционность,т.к. регулятор начинает работать ,только тогда - когда появится отклонение y(t)
Одноконтурная схема по возмущени
Т акие схемы не содержат в своем составе замкнутых контуров.Обычно из множества внешних возмущений выбирается превалирующее, от которого в основном зависит регулируемая величина y(t) .
пример: t на улице при централизованном регулировании температуры одного/нескольких жилых домов .Измеряя темп. в каждом помещении дорого,а водном измерить -это не представительно.Поэтому навход регулятора подается темп,измеренаая на улице в окрестностях центрального теплового пункта.Задачик этой АСР предназначен для статической настройки.Для среднего проектного значения температуры на улице устанавливается такой выход регулятора(суммарная подача тепла в здании),что в с реднем темп. режим в помещениях соответств. норме . => если темп. на улице меняется- регулятор меняет подачу тепла.
"+" т.к. АСР разомкнутая - она быстродействующая: регулятор не ждет пока измен. темп. в помещениях, а сразу начинает менять подачу тепла.
"-" кроме выбранного возмущения регулятор не реагирует на другие и не имеет сведений о самой регулируемой величине.
Вывод: в резултате часто совмещают АСР по отклон. и по возмущ. и называют её комбинированной.
- 1. Основные понятия о системах управления и регулирования. Принципы регулирования по отклонению и возмущению. (Сабанин 132, Шинкина а.В.)
- 2. Классификация внешних воздействий в сау
- 3. Цели сау технологическими процессами
- 4. Схема формирования экономического эффекта сау в режиме нормальной эксплуатации
- 5. Простейшие примеры технологических критериев (тк)..
- 6. Схема сау. Понятие функциональной схемы. Структурная схема сау.
- 7. Понятие математической модели. Классификация моделей в системах управления.
- 8. Дифференциальные уравнения динамических систем, их составление, линеаризация и решение.
- 9. Преобразование Лапласа. Основы операционного исчисления. Понятие передаточной функции.
- 10. Временные характеристики динамических систем. Интеграл свертки и его применение при анализе динамики разомкнутых и замкнутых систем.
- 11. Преобразование и ряды Фурье. Частотные характеристики и их связь с временными характеристиками и передаточной функцией. Ротач 2004 с. 64, Сабанин с. 32
- 12. Типовые звенья сау, их характеристики (а, п, и, д, ид, з, Колебательное звенья) Ротач 2004 с 72, Сабанин с 72
- 13.Типовые связи между звеньями- последовательное,параллельное,встречно-параллельное соединение звеньев.
- 15.Типовые линейные алгоритмы управления - п,и,пи,пид(стр.146 Сабанин)
- 16.Простейшие понятия устойчивости линейных систем.
- 17. Устойчивость и корни характеристического уравнения. Устойчивость линеаризованных систем.
- 18.Критерий устойчивости Гурвица и Михайлова(111 сабанин и 107 Ротач)
- 19.Критерий устойчивости Найквиста(Ротач 108)
- 22.Запас устойчивости по максимуму ачх замкнутой системы. М-окружности и их свойства.
- 23.Расчет аср с п-, и- и пи–алгоритмами регулирования на заданный запас устойчивости по «m» и «m».
- 24. Прямые и косвенные критерии качества процессов регулирования, ориентированные на ступенчатое возмущающее действие
- 25. Оптимизация параметров настройки п ,и, пи-алгоритмов регулирования в области заданного запаса устойчивости
- 26. Методы построения переходных процессов в сау
- Классический
- Операторный
- Метод трапецеидальных вчх
- 28. Аср с дополнительным информационным сигналом по скорости изменения параметра в промежуточной точке объекта. Структурная схема и передаточные функции данной аср.
- 29. Расчет настроек аср с дополнительным информационным сигналом по скорости изменения параметра в промежуточной точке объекта.
- 33. Расчет настроек комбинированной аср
- 34. Случайная величина, ее вероятностные и числовые характеристики (математическое ожидание, дисперсия, ско, закон распределения).
- 35.Случайные процессы. Методы их математического описания. Стационарность и эргодичность.
- 36.Корреляционная функция (кф). Корреляционная функция стационарных случайных процессов. Корреляционная функция эргодических случайных процессов.
- 37. Свойства корреляционной функции стационарных случайных процессов
- Математическое ожидание выхода системы:
- Взаимная спектральная плотность входа и выхода системы Sxy(jw):
- Спектральная плотность выхода Sy(w):
- 40.Особые свойства частотных характеристик линейных сау. Теорема 1
- 42. Параметрическая оптимизация сау для реальных низкочастотных возмущающих воздействий. Одноконтурные аср. Комбинированные аср (197 Ротач, 133 135 141 Сабанин)
- 1.Схема определения приведенного к выходу возмущения
- 2.Одноконтурные аср
- 3.Комбинированные аср
- 43. Параметрический и структурно-параметрический синтез спс алгоритмов сар. Классификация спс. Задачи спс применительно к сау тп.
- 44. Структурно-параметрический синтез в сау с транспортным запаздыванием, как задача управления.
- 45. Особенности нелинейных систем (нлс). Автоколебания. Задачи исследования нлс.
- 46. Амплитудные и фазовые характеристики нелинейных элементов
- 47. Некоторые типовые нелинейности в сау
- 48.Устойчивость режимов работы нелинейных систем. Фазовые траектории и фазовые портреты.
- 50. Критерий устойчивости нелинейных динамических систем в.М.Попова. (лекция, Ротач см указатель),
- 51. Метод гармонической линеаризации. (лекция)
- 52. Метод статистической линеаризации. Расчет математического ожидания и дисперсии на основе этого метода. (лекция)