Содержание

Предисловие……………………………………………………………...	4
Введение…………………………………………………………………...	6
1. Основные понятия и принципы автоматического управления	11
1.1. Понятие об управлении и регулировании…………………………..	11
1.2. Объект автоматического управления. Алгоритм управления …….	13
1.3. Принципы автоматического управления …………………………...	18
1.4. Классификация автоматических систем ……………………………	27
2. Модели линейных АСУ и их элементов……………………………	30
2.1. Понятие о моделях АСУ ……………………………………………..	30
2.2. Общие сведения о статических и динамических
характеристиках АСУ и её звеньев ………………………………...	33
2.3. Передаточная функция ………………………………………………	44
2.4. Переходная и весовая функция ……………………………………...	48
2.5. Частотная передаточная функция …………………………………...	49
2.6. Типовые динамические звенья ………………………………………	52
2.7. Соединения звеньев и преобразование структурных схем ………..	59
3. Устойчивость линейных АСУ ………………………………………	65
3.1. Основные понятия устойчивости …………………………………...	65
3.2. Связь устойчивости с корнями характеристического уравнения …	69
3.3. Критерии устойчивости ……………………………………………...	71
Литература ……………………………………………………………….	75

ПредислоВие

Дисциплина «Теория автоматического управления (ТАУ)», входящая в блок нормативных учебных дисциплин образовательно-профессиональной программы подготовки бакалавров по направлению 0925 – «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии», является теоретической базой для анализа и синтеза АСУ. За последние три десятилетия издано большое количество учебников и монографий по ТАУ. Все они отличаются большим объемом и не учитывают того обстоятельства, что учебный план отводит студентам весьма ограниченное время на изучение этой дисциплины. Не отрицая необходимости изучения этих объемных и глубоких книг, авторы считают, что наряду с ними студентам было бы удобно и полезно иметь компактные учебные пособия, в которых в сжатой, но не упрощенной, форме без громоздких строгих выводов излагались бы основные положения ТАУ. Такие пособия могли бы сориентировать студентов в сложном и разнообразном материале дисциплины и стать той площадкой, с которой они могли бы более уверенно пускаться в штудирование более подробных учебников. Собственно говоря, именно так и строится лекционный курс по ТАУ в технических вузах.

Весь учебный материал «Теории автоматического управления» разбит на 13 разделов, представляющих собой логически, методически и организационно завершенные модули.

Первый модуль вводит общие понятия и принципов построения систем автоматического управления и регулирования. В следующих четырех рассматриваются статические и динамические характеристики линейных непрерывных АСУ, методы их анализа и синтеза. Материал этих первых пяти модулей и охватывает настоящее пособие, которое состоит из двух частей. Следует сказать, что в нём не излагаются некоторые методы анализа и синтеза линейных систем, традиционно присутствующие в учебниках по ТАУ, но утратившие в настоящее время актуальность: например, построение переходных процессов по трапецеидальным вещественным частотным характеристикам, метод корневого годографа и др.

Естественным дополнением данного пособия являются [Методические указания к выполнению практических работ по линейным АСУ / Сост.: Г.С. Щербина, О.Е. Потап, А.П. Егоров. – Днепропетровск: ГИПОмет, 2003. – 56 с.], в которых предложены варианты практических заданий и описана методика учебного компьютерного моделирования линейных АСУ и их элементов.

В целом предлагаемый комплект пособий включает следующие изданные и запланированные к изданию учебные пособия, обеспечивающие остальные модули дисциплины:

• ТАУ. Линейные непрерывные АСУ. Часть ІІ / Г.С. Щербина, А.П. Егоров, О.Е. Потап, С.В. Бейцун. – Днепропетровск: НМетАУ, 2007. – 56 с. (модули 4,5);

• Импульсные и цифровые АСУ (модуль 6);

• Щербина Г.С., Потап О.Е., Бейцун С.В. ТАУ. Нелинейные АСУ. – Днепропетровск: НМетАУ, 2007. – 72 с. (модуль 7);

• Статистическая динамика АСУ (модуль 8);

• Адаптивные АСУ (модуль 9);

• Кирсанов В.В., Щербина Г.С., Егоров А.П. Оптимальные системы управления. Часть І. – Днепропетровск: НМетАУ, 2005. – 85 с. (модули 10, 11);

• Оптимальные системы управления. Часть ІІ. / В.В. Кирсанов, А.П. Егоров, Г.С. Щербина и др. – Днепропетровск: НМетАУ, 2007. – 106 с. (модуль 12);

• Кирсанов В.В., Егоров А.П., Щербина Г.С. Оптимальные системы управления: Конспект лекций и методические указания к выполнению практических занятий. – Днепропетровск: ГИПОпром, 2004. – 69с. (модули 10, 11, 12);

• Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория автоматического управления» для студентов напрвления подготовки 0925 / Сост.: Г.С. Щербина, А.П. Егоров, О.Е. Потап и др. – Днепропетровск: НМетАУ, 2002. – 24 с. (модуль 13).

Помимо указанных пособий кафедрой автоматизации производственных процессов НМетАУ в качестве пособия по выполнению индивидуальных заданий и контрольных работ подготовлен к изданию сборник задач по теории автоматического управления с примерами их решения.

Практикум по ТАУ предполагает использование современных пакетов прикладных программ для моделирования динамических систем на ПЭВМ.