- •1. Введение. Историческая справка. Термины теории управления
- •2. Разновидности схем автоматического управления.
- •Оптимальное управление
- •Адаптивное управление
- •4. Основные виды регуляторов в аналоговых сау.
- •5. Описание сау с помощью дифференциальных уравнений. Классификация сау по коэффициентам дифференциальных уравнений. Линеаризация сау.
- •6. Преобразование Лапласа (прямое и обратное) и его основные теоремы. Примеры. Прямое и обратное преобразования Лапласа
- •Основные свойства преобразования Лапласа
- •7. Передаточная функция сау. Определение и связь с дифференциальными уравнениями. Передаточная функция и ее связь с дифференциальным уравнением
- •Классификация систем автоматического управления по коэффициентам дифференциального уравнения
- •8. Комплексный сигнал, комплексный коэффициент передачи (кпп), годограф ккп. Гармонический и комплексный сигналы
- •Комплексный коэффициент передачи. Годограф
- •9. Частотные характеристики сау: ачх, фчх, лачх, лфчх. Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики
- •Логарифмические ачх и фчх
- •10. Переходная и импульсная характеристики сау. Определения, связь с передаточной функцией, примеры. Переходная характеристика
- •Импульсная характеристика
- •11. Характеристики пропорционального и интегрирующего звеньев. Пропорциональное звено
- •Интегратор
- •12. Характеристики дифференциатора и инерционного звена первого порядка
- •Дифференциатор
- •Инерционное звено
- •13. Характеристики дифференцирующей цепи и линии задержки.
- •14. Корректирующее звено с отставанием по фазе.
- •15. Корректирующее звено с опережением по фазе.
- •16. Электродвигатели постоянного тока. Принцип действия, устройство, схемы включения, передаточная функция, достоинства, недостатки.
- •17. Асинхронные электродвигатели переменного тока. Принцип действия, устройство, передаточная функция, достоинства, недостатки.
- •18. Шаговые двигатели. Принцип действия, устройство, область применения.
- •19. Тахогенераторы и сельсины. Назначение, устройство. Тахогенераторы
- •Сельсины
- •20. Передаточные функции сау при последовательном, параллельном соединении звеньев, по схеме с обратной связью. Последовательное соединение звеньев
- •Параллельное соединение звеньев
- •Соединение звеньев по схемам с обратными связями
- •21. Получение передаточных функций сложных сау.
- •22. Признак и условие устойчивости замкнутых сау.
- •23. Критерий устойчивости Гурвица.
- •24. Критерий устойчивости Найквиста. Оценка устойчивости по лачх и лфчх разомкнутых сау.
- •25. Запасы устойчивости по фазе и усилению. Устойчивость сау с линией задержки. Запасы устойчивости по фазе и усилению
- •Запас устойчивости по фазе и показатель колебательности системы
- •Устойчивость замкнутой системы с линией задержки
- •26. Связь между частотными характеристиками разомкнутых и замкнутых сау.
- •27. Передаточная функция ошибки. Статистическая ошибка в сау с астатизмом нулевого и первого порядка.
- •28. Динамические ошибки в сау. Способы нахождения коэффициентов динамических ошибок.
- •29. Способы включения корректирующих звеньев.
- •30. Схема и особенности работы цифровых систем управления. Теорема отсчетов Котельникова-Найквиста. Достоинства и недостатки цсу
- •Теорема отсчетов Котельникова-Найквиста. Достоинства и недостатки цсу
- •33. Z - преобразование (прямое и обратное, примеры).Основные теоремы z - преобразования. Z - преобразование (прямое и обратное, примеры).
- •Основные теоремы z - преобразования.
- •XX. Системные функции цсу: определение, способы нахождения при различных схемах соединений.
- •XX. Связь между системными функциями и разностными уравнениями. Прямая и каноническая схемы цифровых сау.
- •35. Связь между передаточными и системными функциями при использовании стандартного и билинейного z -преобразований.
- •37. Признак и условие устойчивости замкнутых цсу. Ккп, ачх и фчх цифровых сау.
- •38. Основные виды регуляторов в цсу, цифровые интегратор и дифференциатор их системные функции и схемы.
- •39. Структурная схема микропроцессорной системы управления, назначение блоков, достоинства и недостатки цсу. 5 особенностей управляющих эвм в цсу.
- •5 Особенностей управляющих эвм в цсу.
- •40. Взаимодействие управляющей эвм и объекта управления через программу-диспетчер.
- •41. Состав программного обеспечения управляющих эвм.
- •42. Общие сведения об алгоритмических языках программирования счпу. Вспомогательные операторы.
- •Вспомогательные операторы
- •Простые операторы
- •43. Операторы определения геометрических объектов.
- •44. Операторы движения инструмента.
- •45. Исполнительные устройства в счпу и их характеристики.
- •46. Описание сау в пространстве состояний. Соотношения для коэффициентов.
- •47. Описание сау в пространстве состояний в матричной форме. Матрицы сау, векторы состояний, управления, наблюдения.
- •48. Структурная схема сау в пространстве состояний (последовательная схема).
- •49. Параллельная схема сау в пространстве состояний.
- •50. Методы анализа нелинейных сау. Виды нелинейностей характеристик нелинейных элементов Методы анализа нелинейных систем
- •Виды нелинейностей характеристик нелинейных элементов
- •51. Применение метода гармонической линеаризации для анализа нелинейных сау
- •52. Применение критерия Найквиста для определения устойчивости и параметров автоколебаний в нелинейных системах управления.
17. Асинхронные электродвигатели переменного тока. Принцип действия, устройство, передаточная функция, достоинства, недостатки.
От недостатка коллекторных электродвигателей свободны асинхронные электродвигатели переменного тока. В них нет коллектора и трущихся щеток, поэтому они не искрят и в них ничего не изнашивается.
Принцип работы асинхронных электродвигателей основан на создании в пространстве внутри статора вращающегося магнитного поля. На рис.4.17 изображены статор двухфазного электродвигателя с двумя парами катушек (а), переменное напряжение и переменное напряжение, подводимое к первой и второй парам катушек соответственно (б), а также направление силовых линий внутри статора в моменты времении(в).
(а)
(б)
(в)
Рис. 4.17 Статор двухфазного асинхронного двигателя (а), питающие напряжения (б) и вектор магнитной индукции внутри статора (в)
В момент времени во второй паре горизонтально расположенных катушек тока нет, так как. В это время, поэтому вектор магнитной индукциинаправлен вертикально вверх.
В момент времени t2в первой паре вертикально расположенных катушек тока нет, так как. В это время, поэтому векторнаправлен горизонтально слева направо.
В момент времени имеем:,, поэтому векторнаправлен сверху вниз.
В момент времени имеем:,, поэтому векторнаправлен горизонтально справа налево.
Из рис. 4.17.в видно, что вектор магнитного поля внутри статора вращается по часовой стрелке с частотой питающих напряженийи.
Если поместить внутри статора замкнутый проводник в виде прямоугольной рамки, то в соответствии с правилом Ленца эта рамка будет вращаться за магнитным полем. Но из-за трения в подшипниках и возможной нагрузки на оси рамки частота ее вращения будет меньше, чем частота вращения поля . Поэтому двигатели этого типа называются асинхронными. Ротор асинхронных двигателей отличается от ротора коллекторных двигателей тем, что у него нет коллектора, а витки замкнуты, т.е. конец витка соединен с его началом.
Часто ротор выполняется в виде так называемого беличьего колеса, когда вместо витков медной проволоки в пазы ротора заливают расплавленный алюминий, а концы этих заливок соединяют общим алюминиевым кольцом. Такой ротор легко изготавливается и не выходит из строя при перегрузках электродвигателя.
В промышленных установках чаще используются трехфазные асинхронные двигатели. К этим двигателям подводится три переменных напряжения ,,, фазовый сдвиг между которыми равен.
18. Шаговые двигатели. Принцип действия, устройство, область применения.
В шаговом электродвигателе ротор поворачивается на определенный угол при подаче на него очередного импульса напряжения. На рис. 4.18 изображены статор (а), импульсы питающих напряжений ишагового электродвигателя (б) и вектор магнитного поля внутри статора (в).
Внутри статора расположен ротор в виде постоянного магнита с двумя полюсами. Разноименные полюса притягиваются, а одноименные полюса отталкиваются друг от друга, поэтому при появлении импульса в момент времени магнит ротора примет вертикальное положение, причем южный полюс ротора S будет вверху, а северный N внизу. В момент времениротор повернется на уголпо часовой стрелке, в момент времениповернется еще наи т.д. Для уменьшения шага угла поворота используют шестеренчатые передачи. Шаговые двигатели применяются в электромеханических часах, в графопостроителях, в матричных принтерах, в станках с ЧПУ, в роботах и т.д.
(а)
(б)
(в)
Рис. 4.18 Статор шагового двигателя (а), питающие напряжения (б) и вектор (в)