- •В.И. Родионов
- •Теория автоматического управления Конспект лекций
- •Часть 1
- •Введение ……………………………………………………….……………….…5 в.1. Значение автоматического управления и задачи курса………….………5
- •Лекция 2
- •Основные понятия и определения тау
- •Функциональные элементы сау
- •Классификация систем автоматического
- •1.3. Примеры систем автоматического управления
- •2. Математическое описание сау
- •Вынужденное движение и собственные колебания системы. Переходный и установившийся режимы
- •2.3. Передаточные функции
- •2. Типовые звенья сау.
- •2.4. Переходная характеристика и весовая функция
- •Типовые звенья систем автоматического
- •2.6. Неустойчивые и неминимально–фазовые звенья
- •1. Структурные схемы сау.
- •3. Передаточные функции замкнутой и разомкнутой системы.
- •2.7. Структурные схемы сау
- •2.8. Составление и преобразование структурных схем сау
- •2.9. Передаточные функции замкнутой и разомкнутой
- •Установившиеся режимы
- •Точность сау в установившемся режиме.
- •Установившиеся ошибки следящих систем.
- •3.1. Точность сау в установившемся режиме
- •3.2. Установившиеся ошибки следящих систем
- •Частотные характеристики сау.
- •Частотные характеристики сау
- •Логарифмические амплитуднные и фазовые
- •3.5. Частотные характеристики типовых звеньев
- •3.6. Особенности частотных характеристик устойчивых
- •4. Устойчивость систем автоматического управления
- •Определение устойчивости по Ляпунову.
- •Критерий устойчивости Гурвица.
- •4.1. Общие понятия об устойчивости заданного режима
- •4.2. Определение устойчивости по а.М. Ляпунову
- •3. Критерий устойчивости гурвица
- •Таким образом, кроме положительности коэффициентов а30; а20; а10; а00
- •4.4. Критерий михайлова
- •4.5. Критерий найквиста
- •4.6. Суждение об устойчивости по лафчх
- •4.7. Выделение областей устойчивости
- •Суждение об устойчивости системы по ее линейной модели.
- •Суждение об устойчивости системы
- •5. Качество сау
- •5.1. Основные показатели качества
- •5.2. Методы построения переходных процессов
- •Преобразования Фурье имеют вид:
- •5.2.1 . Частотный метод анализа качества сау,
- •Приближенный метод построения кривой переходного процесса с помощью трапециидальных частотных
- •Лекция 14
- •5.3. Построение вещественной частотной характеристики замкнутой системы по частотным характеристикам
- •План лекции:
- •5.5. Косвенные оценки качества, связанные с распределением нулей и полюсов передаточной функции
- •5.7. Интегральные оценки качества
- •5.8. Косвенные оценки качества, связанные с видом
- •5.8.1. Анализ качества по ачх замкнутой системы
- •5.8.2. Оценка качества сау по логарифмическим частотным
- •Приближенная оценка вида переходного процесса
- •6. Динамический синтез сау
- •Методы коррекции динамических свойств сау.
- •6.1. Общие понятия синтеза сау
- •6.2. Этапы синтеза сау
- •6.3. Требования, предъявляемые к динамическим
- •Методы коррекции динамических свойств сау.
- •6.5. Методы коррекции динамических свойств системы,
- •6.5. Динамический синтез сау, основанный
- •Синтез последовательного корректирующего устройства.
- •Синтез параллельного корректирующего устройства.
- •6.6. Синтез последовательного корректирующего устройства
- •6.7. Синтез параллельного корректирующего устройства
- •7. Методы синтеза, основанные на теории
- •7.1. Уравнения системы в пространстве состояний
- •7.2. Коррекция системы в пространстве состояний
- •7.3. Прямой корневой метод синтеза
- •7.4. Прямой корневой метод синтеза сау
- •7.5. Прямой метод синтеза корректирующей обратной
- •Лекция 22
- •8.2. Основные вероятностные характеристики
- •8.2.1. Функция распределения и плотность вероятности
- •8.2.2. Математическое ожидание, дисперсия
- •8.3. Стационарные случайные процессы.
- •8.3.1. Стационарные случайные процессы
- •8.3.2. Эргодические случайные процессы
- •Спектральная плотность стационарного
- •8.5. Свойства корреляционных функций и спектральных плотностей стационарных эргодических
- •8.6. Статистические характеристики случайных
- •8.6.1. Белый шум
- •8.6.2. Корреляционная функция и спектральная плотность скорости изменения азимута
- •8.6.3. Спектральная плотность задающего воздействия системы наведения ракеты на цель
- •8.7. Экспериментальное определение корреляционных функций, спектральных плотностей и дисперсий
- •8.8. Прохождение случайных воздействий
- •8.8.1. Интегральное Уравнение связи
- •8.8.2. Спектральное уравнение связи
- •8.8.3. Определение динамических характеристик сау
- •8.9. Методы определения ошибок линейных сау,
- •8.9.1. Эквивалентное представление стационарного
- •8.9.2. Расчет флуктуационных ошибок и ошибок
- •8.9.3. Графоаналитический метод расчета
- •8.9.4. Оценка флуктуационных ошибок, обусловленных
- •8.9.5. Расчет дисперсии помехи с помощью
- •8.9.6. Вычисление среднеквадратической ошибки
-
Методы коррекции динамических свойств сау.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ
УСТРОЙСТВА
Для улучшения динамических свойств САУ могут применяться последовательные, параллельные и смешанные схемы включения корректирующих устройств (КУ) (рис. 6.1).
Рис. 6.1
Выбор схемы включения корректирующих устройств решается, исходя из преимуществ и недостатков, свойственных каждому из приведенных вариантов.
Последовательное включение КУ, при введении производных в основную цепь регулирования, увеличивает скорость управляющего воздействия, но одновременно усиливается вредное воздействие высокочастотных возмущений. Кроме того, повышение скорости воздействия требует повышения мощности системы и ее прочности.
Введение интегралов в закон регулирования делает систему астатической и устраняет статическую ошибку. Вместе с тем, для обеспечения устойчивости астатических систем приходится значительно усложнять схему САУ.
Обратные связи имеют преимущества по сравнению с последовательными. Они менее чувствительны к внешним воздействиям и изменениям параметров основной цепи регулирования и не усиливают помех.
Основным преимуществом обратных связей является то, что они уменьшают влияние нестабильности параметров и характеристик шунтируемых элементов на динамические характеристики системы. В связи с этим в таких системах могут применяться более простые и дешевые элементы.
Недостатки параллельной коррекции:
а) более сложная схема включения и сами, параллельные КУ, как правило, сложнее последовательных;
б) возникает необходимость применения согласующих элементов;
в) возможны перегрузки цепи, охваченной корректирующим контуром.
Последовательные корректирующие элементы выгодно отличаются от параллельных простотой и возможностью расширения полосы пропускания частот при включении дифференцирующего элемента в цепь регулирования.
Однако они обладают следующими недостатками:
а) ослабляют основной сигнал в цепи управления, что требует дополнительного усиления;
б) увеличивают чувствительность системы к помехам (при расширении полосы пропускания);
в) качество работы САУ существенно зависит от стабильности характеристик и параметров системы;
г) в интегрирующих элементах приходится применять конденсаторы большой емкости;
д) требуются большие входные сигналы постоянного тока;
е) необходимость согласования входов и выходов КУ с блоками системы.
Рис. 6.2
Несмотря на сказанные недостатки, последовательные КУ нашли широкое применение в силу своей простоты. В качестве последовательных КУ чаще всего применяют пассивные электрические или активные четырехполюсники. На рис. 6.2 показаны возможные схемы включения корректирующих устройств в системе стабилизации летательного аппарата (ЛА) по одной из угловых координат, например, по тангажу. При этом в качестве последовательных корректирующих устройств могут применяться не только электрические цепочки (схема А), но и более сложные элементы, например, гироскопические датчики угловых скоростей (схема Б), гиротахоакселерометры (схема В) и др. В качестве местных обратных связей чаще всего применяются потенциометры, выполняющие функции жесткой обратной связи или тахогенераторы, обеспечивающие гибкую обратную связь.