Раздел 2. Линейные системы автоматического регулирования.

Номер раздела,

темы, занятия

Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов

Количество аудиторных часов

Материальное

обеспечение занятия

(наглядные,

методические пособия

и др.)

лекции

практические (семинарские)

занятия

лабораторные

занятия

управляемая

(контролируемая)

самостоятельная

работа студента

Литература

Формы контроля

знаний

Введение (2 ч.)

1. Определение дисциплины и ее место в системе высшего инженерного авиационного образования

2. Структура, объем, цели и задачи дисциплины в системе подготовки инженера по направлению специальности 1-37 04 02-02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (радиоэлектронное оборудование)»

3. Краткая история развития автоматики

4. Предмет теории автоматического управления

2

Плакаты

3

[1] [4]

1.

общие сведения о системах автоматического регулирования и управления (16 ч.)

8

4

4

1.1.

Общие сведения о САУ (16 ч.)

8

4

4

1.1.1.

Общие сведения об автоматическом управлении и средствах автоматики

1. Понятие об автоматическом и автоматизированном управлении

2. Структурные схемы автоматических систем

2

Плакаты

1- 4

[1] [4]

1.1.2.

Фундаментальные принципы управления

1. Принцип регулирования по возмущению

2. Принцип регулирования по отклонению (ошибке)

3. Системы прямого и непрямого регулирования

2

Плакаты

4

[1] [4]

1.1.3.

Виды систем автоматики и их особенности

1. Статические и астатические системы

2. Одноконтурные и многоконтурные системы

3. Одномерные и многомерные системы

4. Непрерывные и дискретные системы

5. Линейные и нелинейные системы

2

Плакаты

3, 2

[1] [4]

Реферат

1.1. 4.

Математическое описание линейных звеньев и систем

1. Общие принципы математического описания САУ

2. Передаточная функция линейной системы (звена)

2

Плакаты

10

[1] [7] [9]

1.1.5.

Исследование функциональных и структурных схем систем автоматического регулирования

1. Построение функциональной схемы

2. Описание элементов схемы

2

Плакаты

1, 2, 5

[1] [ [9]

1.1.6.

Исследование функциональных и структурных схем систем автоматического регулирования

1. Составление структурной схемы

2. Преобразование схемы к виду удобному для использования

2

Плакаты

1, 2, 5

[1] [ [9]

1.1.7.

Временные характеристики линейных элементов САР

1. Типовые входные воздействия

2. Переходная характеристика

3. Весовая характеристика

2

Плакаты

20

[1-3]

1.1.8.

Частотные и логарифмические характеристики элементов САР

1. Частотные характеристики

2. Логарифмические частотные характеристики

2

Плакаты

20

[1-2] [4]

2.

Линейные системы автоматиче­ского регулирования (70 ч.)

28

28

14

2.1.

Линейные САР и их характеристики (58 ч.)

16

28

14

2.1.1.

Элементарные звенья и их передаточные функции

1. Определение и особенности элементарного звена

2. Классификация элементарных звеньев линейных САР

3. Уравнения и передаточные функции элементарных звеньев линейной САР

2

Плакаты

8, 10

[1] [ [6]

2.1.2.

Временные и частотные характеристики элементарных звеньев линейной САР

1. Временные характеристики и их анализ

2. Частотные характеристики и их анализ

2

Плакаты

20

[1] [4]

2.1.3.

Временные и частотные характеристики элементарных звеньев САР

1. Построение и анализ временных характеристик колебательного звена

2. Построение и анализ частотных характеристик колебательного звена

2

Плакаты

20

[1] [4]

[6]

2.1.4.

Установившиеся и переходные режимы работы линейных САР

1. Понятие установившихся и переходных режимов работы САР и их характеристики

2. Статическая характеристика САР

2

Плакаты

20, 25

[1] [4]

[6]

2.1.5.

Установившиеся и переходные режимы работы линейной САР

1. Применение операционных методов для определения кривой процесса регулирования

2

Плакаты

20, 24, 25

[1] [4]

[6]

2.1.6.

Исследование временных характеристик элементарных звеньев

1. Построение временных характеристик элементарных звеньев 1-го порядка

2. Влияние параметров звеньев на временные характеристики

2

Плакаты

20

[1] [4]

[6]

2.1.7.

Исследование временных характеристик элементарных звеньев

1. Анализ временных характеристик элементарных звеньев 1-го порядка

2

Плакаты

20

[1] [4]

[6]

2.1.8.

Исследование временных характеристик элементарных звеньев

1. Построение временных характеристик элементарных звеньев 2-го порядка

2. Влияние параметров звеньев на временные характеристики

2

Плакаты

20

[1] [4]

2.1.9.

Исследование временных характеристик элементарных звеньев

1. Анализ временных характеристик элементарных звеньев 2-го порядка

2

Плакаты

20

[1] [4]

[6]

2.1.10.

Преобразование структурных схем САУ (САР)

1. Передаточные функции соединений звеньев

2. Правила перестановки однотипных звеньев

3. Правила приведения системы к одноконтурному виду

2

Плакаты

21

[1-2]

2.1.11.

Исследование преобразований структурных схем

1. Преобразование последовательного соединения звеньев и определение W(P)

2. Преобразование параллельного соединения звеньев и определение W(P)

2

Плакаты

21

[1] [3]

2.1.12.

Исследование преобразований структурных схем

1. Преобразование встречно-параллельного соединения определение W(P)

2. Перенос однотипных звеньев

3. Перенос сумматора через звено и определение W(P)

2

Плакаты

21

[1] [3]

2.1.13.

Исследование преобразований структурных схем

1. Комплексное преобразование структурной схемы линейной САР и определение W(P) системы

2

Плакаты

21

[1] [3]

2.1.14.

Передаточные функции САР

1. Передаточные функции САР по управляющему и возмущающему воздействиям

2. Передаточная функция САР для ошибки по возмущающему воздействию

3. Передаточные функции систем с несколькими входными сигналами

2

Плакаты

10

[1] [4]

2.1.15.

Исследование частотных характеристик динамических звеньев

1. Определение ЧХ

2. Построение ЧХ звеньев 1-го порядка

3. Влияние параметров звеньев на ЧХ

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [6]

2.1.16.

Исследование частотных характеристик динамических звеньев

1. Анализ ЧХ звеньев 1-го порядка

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [6]

2.1.17.

Исследование частотных характеристик динамических звеньев

1. Построение ЧХ звеньев 2-го порядка

2. Влияние параметров звеньев на ЧХ

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [6]

2.1.18.

Исследование частотных характеристик динамических звеньев

1. Анализ ЧХ звеньев 2-го порядка

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [6]

2.1.19.

Оценка качества регулирования

1. Понятие об оценке качества регулирования

2. Оценка точности регулирования, быстродействия, перерегулирования

2

Плакаты

25

[1] [6]

2.1.20.

Оценка качества регулирования

1. Интегральные оценки качества регулирования

2

Плакаты

25

[1] [6]

2.1.21.

Устойчивость систем автоматического регулирования

1. Условия и критерии устойчивости линейных систем

2. Анализ устойчивости по критериям Гурвица и Найквиста

3. Определение запасов устойчивости

2

Плакаты

26

[1] [4]

2.1.22.

Исследование устойчивости систем с обратной связью

1. Определение устойчивости систем 2-го порядка по критерию Рауса-Гурвица

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [4]

2.1.23.

Исследование устойчивости систем с обратной связью

1. Определение устойчивости систем 3-го порядка по критерию Рауса-Гурвица

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [4]

2.1.24.

Исследование устойчивости систем с обратной связью

1. Определение устойчивости с помощью критерия Найквиста

2

Плакаты

20

Simulink, Matlab

[1] [4]

2.1.25.

Законы регулирования

1. Законы регулирования и их особенности

2. Свойства систем с типовыми линейными законами регулирования

2

Плакаты

4

[1] [2]

2.1.26.

Оптимальное управление

1. Основные понятия оптимального управления

2. Метод динамического программирования

3. Принцип максимума Л.С.Понтрягина

2

Плакаты

18

[1-3]

2.2.

Стохастическая теория линейных систем (18 ч.)

12

6

2.2.1.

Случайные сигналы и методы их описания

1. Определение случайных сигналов

2. Корреляционные характеристики случайного сигнала

3. Задание случайных сигналов каноническими разложениями

2

Плакаты

27, 17

[1] [3]

2.2.2.

Корреляционные характеристики входного сигнала линейной стационарной САР

1. Случай входного сигнала, заданного корреляционными характеристиками

2. Случай входного сигнала «белый шум»

3. Случай входного сигнала, заданного каноническим разложением

2

Плакаты

27, 17

[1] [3]

[5]

2.2.3.

Определение корреляционных характеристик сигнала ошибки при действии нескольких входных сигналов

1. Определение математического ожидания

2. Определение корреляционной функции

2

Плакаты

27, 17

[1] [3]

[5]

2.2.4.

Стационарные случайные сигналы

1. Определение стационарного случайного сигнала

2. Основные свойства корреляционной функции

3. Спектральная плотность стационарного случайного сигнала

2

Плакаты

27, 17

[1] [3]

[5]

2.2.5.

Применение метода формирующего фильтра для вычисления характеристик стационарного выходного сигнала

1. Вычисление дисперсии стационарного выходного сигнала методом формирующего фильтра

2

Плакаты

27, 17

[1] [3]

[5]

2.2.6.

Дискретные линейные стационарные САР

1. Основные определения и понятия дискретных САР

2. Общая структура дискретной САР

3. Типовые дискретные операторы

2

Плакаты

16

[1] [3]

[7]

2.2.7.

Типовые импульсные устройства

1. ИУ – фиксатор

2. ИУ – сумматор

3. ИУ – линейный экстраполятор

4. ЦВМ, как ИУ общего типа

2

Плакаты

28

[1] [7]

2.2.8.

Z – преобразование сигналов и функции

1. Z – преобразование числовой последовательности и дискретного сигнала

2. Z – преобразование непрерывного сигнала

3. Обратное Z - преобразование

2

Плакаты

28

[1] [7]

2.2.9.

Z – преобразование и W(Z) типовых дискретных и непрерывных элементов (функций)

1. Z- преобразование типовых непрерывных функций

2. W(Z) дискретных и непрерывных элементов

2

Плакаты

28

[1] [7]

3.

Нелинейные системы (2 ч.)

2

3.1.

Общие положения

1. Задачи нелинейной теории. Типичные нелинейности

2. Устойчивость нелинейных систем

3. Метод гармонической линеаризации

2

Плакаты

13, 19, 14

[1] [5]