Основы теории автоматического управления (706,20 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 62-52(075) ББК 32.965я73 А19 Рецензенты: В. В. Соловьев, канд. техн. наук, доц., зам. заведующего кафедрой стартовых и технических ракетных комплексов ФГБОУ ВО «АмГУ»; В. А. Федорук, канд. техн. наук, доц., заведующий кафедрой физики ФГБОУ ВО «СибАДИ» Аверьянов, Г. С. А19 Основы теории автоматического управления : учеб. пособие / Г. С. Аверьянов, А. Б. Яковлев ; Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2017. – 108 с. : ил. ISBN 978-5-8149-2529-9 В учебном пособии изложены математические основы теории линейных систем автоматического регулирования и управления, представлены описание и характеристики восьми основных типовых звеньев. Включены разделы структурного анализа и преобразования схем. Рассмотрены основные методы определения устойчивости, вопросы повышения точности, а также основные методы коррекции автоматических систем. Предназначено для самостоятельной работы студентов специально-стей (направлений подготовки) 24.05.01, 24.05.02, 24.03.01 при изучении курсов «Теория и элементы систем управления летательных аппаратов», «Теория автоматического управления». Может быть использовано в качестве дополнительной литературы по курсу «Автоматика и регулирование ракетных двигателей» студентами, обучающимися по специальностям и направлениям подготовки аэрокосмического профиля. УДК 62-52(075) ББК 32.965я73 Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета ISBN 978-5-8149-2529-9 2 © ОмГТУ, 2017

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................5 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ..................................................................6 1.1. ВИДЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ......................................................................6 1.2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ........................................7 1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ............................................................................................ 10 1.4. ВРЕМЕННЫЕ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ ....................... 16 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ......................................................................................... 18 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ .................... 19 2.1. УРАВНЕНИЯ И ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ ............................................................................................... 19 2.2. ТИПОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ................................................................................... 24 2.3. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ........................................................................ 26 2.4. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ........................................................................ 28 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ......................................................................................... 32 3. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ............................................................ 34 3.1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ....................................................................................... 34 3.2. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЗВЕНЬЕВ ......................... 34 3.3. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ......... 37 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ......................................................................................... 41 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИПОВЫХ ЗВЕНЬЕВ .................................................... 42 4.1. БЕЗЫНЕРЦИОННОЕ (УСИЛИТЕЛЬНОЕ) ЗВЕНО ..................................................... 42 4.2. ИНЕРЦИОННОЕ (АПЕРИОДИЧЕСКОЕ) ЗВЕНО ...................................................... 44 4.3. ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО .................................................................................. 47 4.4. ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО ........................................................................... 49 4.5. ФОРСИРУЮЩЕЕ (ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ) ЗВЕНО ПЕРВОГО ПОРЯДКА .............. 51 4.6. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ЗВЕНО .................................................................................... 52 4.7. ФОРСИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО ВТОРОГО ПОРЯДКА ....................................................... 59 4.8. ЗВЕНО С ПОСТОЯННЫМ ЗАПАЗДЫВАНИЕМ ........................................................ 60 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ......................................................................................... 62 5. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ............................................................ 63 5.1. ПОНЯТИЕ ОБ УСТОЙЧИВОСТИ. ПЕРЕХОДНЫЕ И УСТАНОВИВШИЕСЯ ПРОЦЕССЫ. УСЛОВИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ... 63 3

Стр.3

5.2. КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГУРВИЦА ................................................................ 67 5.3. КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ МИХАЙЛОВА ......................................................... 69 5.4. КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ НАЙКВИСТА ........................................................... 72 5.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИТЕРИЯ НАЙКВИСТА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЛОГАРИФМИЧЕСКИМ ЧАСТОТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ .... 75 5.6. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ЗАПАСАХ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ ............................. 77 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .......................................................................................... 78 6. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ .............................................................. 80 6.1. КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ................................................................... 80 6.2. РАСЧЕТ УСТАНОВИВШИХСЯ ОШИБОК АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ .................. 81 6.3. ОШИБКИ СТАТИЧЕСКИХ И АСТАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ ТИПОВЫХ ВХОДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ......................................................... 83 6.4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ САУ ........................................................... 88 6.5. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА САУ ПО КРИВОЙ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ...................... 90 6.6. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА САУ ПО ЧАСТОТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ....................... 92 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .......................................................................................... 94 7. КОРРЕКЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ......................................................................... 95 7.1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ ...................................................................... 95 7.2. МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ КОРРЕКЦИИ ......................................................... 96 7.3. МЕТОД ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КОРРЕКЦИИ ................................................................. 98 7.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ............................................................................... 100 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ........................................................................................ 104 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................ 106 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................... 107 4

Стр.4