Справочник от Автор24
Процессы и аппараты

Конспект лекции
«Теория систем автоматического управления»

Справочник / Лекторий Справочник / Лекционные и методические материалы по процессам и аппаратам / Теория систем автоматического управления

Выбери формат для чтения

pptx

Конспект лекции по дисциплине «Теория систем автоматического управления», pptx

Файл загружается

Файл загружается

Благодарим за ожидание, осталось немного.

Конспект лекции по дисциплине «Теория систем автоматического управления». pptx

txt

Конспект лекции по дисциплине «Теория систем автоматического управления», текстовый формат

Основы системотехники Лекция 1 Список литературы: • Лукас В.А. Теория управления техническими системами. Компактный учебный курс. 2002г. • Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. 2003 г. Принятые сокращения ЛАЧХ – логарифмическая амплитудно-частотная характеристика Принятые сокращения Принятые сокращения Системотехника направление науки и техники, охватывающее проектирование, создание , испы тание и эксплуатацию слож ны х систем технического и социально-технического характера. Цель ТУ ТС управления. – построение высококачественной системы Методы исследования : а) математическое моделирование (А – некий математический оператор – умножение, деление, функция и т.п.); б) теория обыкновенных дифференциальных уравнений (w(t) – ДУ, которое связывает меняющиеся во времени входные и выходные переменные и их производные); в) операционное исчисление (преобразование Лапласа, W(p) – передаточная функция); г) гармонический анализ (частотные характеристики объекта ) Основные задачи ТУ ТС: • задача анализа – исследование процесса работы определенной системы автоматического управления с заданной структурой и элементами, определение её устойчивой работы при различных отклонениях и возмущениях. • задача синтеза – более сложная, т.к. состоит в построении системы автоматического управления с требуемыми параметрами. Основные понятия Система – это множество связанных друг с другом элементов, образующее определенную целостность (связи элементов системы сильнее, нежели с другими элементами вне системы). Системы мож но классиф ицироват ь по различны м признакам : -Абстрактные и материальные (теории/методы и совокупности материальных объектов). - Открытые (незамкнутые) и закрытые (замкнутые) – есть взаимодействие с внешней средой или нет; -Естественные и искусственные; -Статические и динамические; и т .д . Статические системы – все физические величины (напряжение, температура, давление и т.п.) системы неизменны во времени. Динамические системы – открытая система, находящаяся в состоянии динамического равновесия, т.е. непрекращающегося обмена с внешней средой. Основные понятия Техническая система – совокупность машин и аппаратов, осуществляющих преобразование, транспортирование и накопление энергии, вещества или информации. Примеры – генератор ЭЭ, химический реактор, компьютер. ТС взаимодействует с открытой средой. Внешняя среда оказывает на неё возмущающее воздействие - это назы вается возмущением z (изменение мощности потребления в кВт, температура работы ПК). Для того, чтобы управлять технической системой существуют управляющие воздейст вия y. Они компенсируют нежелательное влияние внешней среды и дают нужный алгоритм работы системы. Процесс осуществления целенаправленных назы вают управлением . воздействий на ТС Сама ТС, нуждающаяся в управлении называют объ ектом управления (ОУ ). Примеры управляющих воздействий – частота вращения ротора Г, расход катализатора в реакторе, команды ввода данных. Сигнал – изменение во времени физической величины, которое отображает информацию, содержащуюся в воздействии (физическая величина, меняющаяся во времени). Например, электрический ток, который одновременно передает и вещество (электроны), и энергию; поток горячей воды. Вы ходной сигнал объ ект а управления x(t), который с помощью управляющего воздействия y(t) поддерживается на заданном уровне или изменяется по заданному закону, называется управляемой величиной . Пример, температура, давление, напряжение, скорость, и т.п. Устройство, осуществляющее целенаправленные управляющие воздействия на ОУ, называют управляющим уст ройст вом УУ . Совокупность ОУ и УУ, взаимодействующих между собой называют системой управления СУ. Кроме основного возмущения, действующего на объект zo(t), на функционирование системы может влиять дополнительное возмущение zд (t), приложенное на УУ. Алгоритм функционирования объ екта – зависимость управляемой величины x(t) от возмущающего и управляющего воздействия. Алгорит м управления (функционирования УУ ) – зависимость управляющего воздействия от задающего воздействия, управляемой величины и возмущающих воздействий. где Ао, Ay – совокупность математический операций. УУ ОУ Назначение СУ – поддержание постоянной нагрузки основного привода рабочего органа (роторного колеса или фрезы) путём изменения скорости перемещения органа. Управляемой величиной x является электрическая мощность Pн потребляемая преобразователем П и передаваемая через основной электродвигатель До рабочему органу. Управляющее воздействие y – линейная скорость подачи Vп. Возмущающее воздействие zо – момент сопротивления или нагрузки на основной привод Mн. Ст рукт урны е схемы систем управления Графическое изображение любой структуры называют структурной схемой. Различают: системы • Функциональная схема отображает функции (целевые назначения), выполняемые отдельными частями системы. Функциональная схема состоит из блоков и элементов. Название блока указывает на его функцию. • Алгоритмическая схема - на схеме изображают алгоритмы работы отдельных узлов, формулы или графики. Алгоритмическая схема состоит из звеньев, внутри которых указывают соответствующие операторы преобразования сигнала. Звенья бывают – статические, динамические, арифметические, логические. • Конструктивная схема – кинематические схемы различных устройств, принципиальные и монтажные электрические схемы. Классификация СУ Автоматическая система управления температурным режимом Структурная схема Следящие системы (позиционирования) используют для дистанционного управления перемещением механических объектов в пространстве . В зависимости от конфигурации цепи воздействий различают: - Разомкнутая цепь воздействий (задающее и возмущающее воздействие) - Замкнутая цепь воздействий (добавляется контроль управляемой величины – обратная связь) - Комбинированные , где оператор Ау чаще всего обеспечивает пропорциональный закон управления . Применяют тогда, когда влияние возмущений не велико, а элементы СУ обладают стабильными характеристиками. Примеры: различные автоматы, работающие по жесткой программе, системы управления пуском электродвигателей. Компенсация влияния возмущения происходит еще до того, как оно проявится на выходе объекта. Достоинства разомкнутых систем: простота и быстродействие. Недостаток – невысокая точность. Достоинства замкнутых систем: точность, т.к. контролируется непосредственно управляемая величина и учитывается действие всех возмущений на неё. Недостатки: возникновения колебаний и неустойчивой работы; не высокое быстродействие, т.к. сперва ошибка должна возникнуть. В зависимости от способа выработки управляющих воздействий: - безпоисковые (регулирования) –для несложных СУ с известными объектами управления, алгоритм УУ заранее определен, известно, с каким знаком и как изменить управление. - поисковые – управляющее воздействие формируется с помощью пробных управляющих воздействий и анализа результатов с целью отыскания экстремума. - адаптивные (самоприспосабливающиеся) – системы, способные автоматически приспосабливаться к изменению внешних условий и свойств объекта управления, есть дополнительное устройство, которое меняет структуру управляющего устройства с целью максимальных показателей качества.

Рекомендованные лекции

Смотреть все
Автоматика и управление

Теория линейных систем автоматического управления

Теория линейных систем автоматического управления Конспект лекций для студентов заочного отделения Оглавление 1 ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ СИ...

Инженерные сети и оборудование

История развития теории автоматического управления: от автоматики до отказоустойчивого управления

История развития теории автоматического управления: от автоматики до отказоустойчивого управления На протяжении всей истории развития технических сред...

Автоматизация технологических процессов

Теория автоматического управления

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный техничес...

Автор лекции

Федотов А. В.

Авторы

Автоматика и управление

Основы теории систем автоматического регулирования

ИОП №21 УМКД ОТСАР Федоренко А.А Иванчура В.И. ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (Конспект лекций) г. Красноярск 2007 Введение Для ав...

Автор лекции

Федоренко А.А Иванчура В.И.

Авторы

Автоматизация технологических процессов

Автоматизация технологического оборудования

Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования «Технический университет УГМК» АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ко...

Автоматика и управление

Теории автоматического управления

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ…………………......................................…………………..5 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ……………………………………………………………...

Автоматика и управление

Теория автоматического управления; линейные системы

Теория автоматического управления Линейные системы Программа курса 1. Введение. Предмет ТАУ. Основные задачи теории управления. Классификация САУ. Осн...

Информационные технологии

Теория автоматического управления. Принципы управления: программное, по возмущению, по отклонению, комбинированное

Лекция №1 Основные понятия и цели курса Понятие о регулировании и управлении. Принципы управления: программное, по возмущению, по отклонению, комбинир...

Автоматика и управление

Автоматическое управление

Лекция 1 Рассматриваемые в лекции вопросы: 1. История автоматического управления 2. Понятие об автоматическом управлении 3. Классификация систем автом...

Смотреть все