Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Морской государственный университет им. адм. Г. И. Невельского»

Д. А. Оськин, В. Е. Маркин

1. Исследование систем автоматического управления

Учебное пособие

Рекомендовано научно-методическим советом

Морского государственного университета

в качестве учебного пособия по дисциплинам

«Теория автоматического управления», «Элементы и устройства

систем автоматики», «Основы теории управления»,

«Моделирование», «Радиоавтоматика», «Системы автоматики»

для студентов и курсантов специальностей

230102.65, 220203.65, 160905.65

Владивосток

2012

УДК 681.5

Оськин, Д. А., Маркин, В. Е.Исследование систем автоматического управления [Текст] : учеб. пособие / Д. А. Оськин, В. Е. Маркин. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2012. – 150 с.

В пособии рассматриваются различные теоретические и практические вопросы анализа и синтеза систем автоматического управления, в том числе при помощи сред MatLab и SciLab.

Предназначено для студентов и курсантов специальностей 230102.65 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», 220203.65 «Автономные информационные и управляющие системы», 160905.65 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования», а также студентов и курсантов технических специальностей, изучающих теорию автоматического управления.

Ил. 87, табл. 39, библиогр. 8 назв.

Рецензенты:

Л. Г. Владимиров, канд. техн. наук,

доцент, ДВФУ;

А. А. Дыда, д-р техн. наук,

профессор, Мор. гос. ун-т

© Оськин Д. А., Маркин В. Е., 2012

© Морской государственный университет

им. адм. Г. И. Невельского, 2012

Оглавление

Глава 1. Изучение пакетов MatLabиSciLab5

Глава 2. Исследование временных характеристик типовых

динамических звеньев 13

Глава 3. Частотные характеристики типовых динамических звеньев 37

Глава 4. Структурные преобразования САУ 60

Глава 5. Исследование основных структур САУ 72

Глава 6. Исследование устойчивости САУ 88

Глава 7. Комплексное исследование САУ 103

Глава 8. Исследование точности САУ. Коррекция статических

и динамических свойств САУ 128

Глава 9. Вычисления в MatLab/SciLab117

Глава 10. Работа в среде Simulink 138

Глава 11. Работа в среде Xcos150

Библиографический список 160

Глава 1. ИЗУЧЕНИЕ ПАКЕТОВ MATLAB И SCILAB 5

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТИПОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ 14

Глава 3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИПОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ 37

Глава 4. СТРУКТУРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ САУ 60

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СТРУКТУР САУ 72

Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ САУ 88

Глава 7. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ САУ 104

Глава 8. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ САУ. КОРРЕКЦИЯ 120

СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ САУ 120

Глава 9. ВЫЧИСЛЕНИЯ В MATLAB/SCILAB 129

Глава 10. РАБОТА В СРЕДЕ SIMULINK 139

Глава 11. РАБОТА В СРЕДЕ XCOS 152

Библиографический список 163

ВВЕДЕНИЕ

В данном учебном пособии рассматриваются различные аспекты анализа и синтеза систем автоматического управления (САУ). Практическое исследование систем автоматического управления позволяет осуществлять проектирование технических объектов и систем самой различной направленности (манипуляционные роботы, подводные аппараты, морские подвижные объекты и т. д.). Рассматриваются теоретические вопросы, связанные с построением и анализом работы САУ, а также практическая реализация САУ с помощью программирования и моделирования в различных средах, в частности, MatLabиSciLab. Результаты реализации имитационного моделирования представляются в виде графической информации, на основе которой в дальнейшем проводится анализ или синтез систем. В конце каждой темы студентам и курсантам предлагается выполнить практическую работу. Цель выполнения практических работ – систематизировать, закрепить и расширитьзнания, полученные на лекциях; развить навыки самостоятельной работы с технической литературой; приобрести творческие навыки при самостоятельном решении технических задач, связанных с различными этапами проектирования систем автоматического управления. Каждая из практических работ содержит набор вариантов задания. Выполнение практических работ включает следующие обязательные действия:

• ознакомление с целями работы;

• ознакомление с теоретической частью;

• выполнение теоретической части исследования:

• выполнение практической части (с использование средств моделирования);

• анализа полученных результатов:

• создание отчета по работе, содержащего цель работы, задание, а также описание выполнения работы и полученных результатов.