- •1. Основные понятия о системах управления и регулирования. Принципы регулирования по отклонению и возмущению. (Сабанин 132, Шинкина а.В.)
- •2. Классификация внешних воздействий в сау
- •3. Цели сау технологическими процессами
- •4. Схема формирования экономического эффекта сау в режиме нормальной эксплуатации
- •5. Простейшие примеры технологических критериев (тк)..
- •6. Схема сау. Понятие функциональной схемы. Структурная схема сау.
- •7. Понятие математической модели. Классификация моделей в системах управления.
- •8. Дифференциальные уравнения динамических систем, их составление, линеаризация и решение.
- •9. Преобразование Лапласа. Основы операционного исчисления. Понятие передаточной функции.
- •10. Временные характеристики динамических систем. Интеграл свертки и его применение при анализе динамики разомкнутых и замкнутых систем.
- •11. Преобразование и ряды Фурье. Частотные характеристики и их связь с временными характеристиками и передаточной функцией. Ротач 2004 с. 64, Сабанин с. 32
- •12. Типовые звенья сау, их характеристики (а, п, и, д, ид, з, Колебательное звенья) Ротач 2004 с 72, Сабанин с 72
- •13.Типовые связи между звеньями- последовательное,параллельное,встречно-параллельное соединение звеньев.
- •15.Типовые линейные алгоритмы управления - п,и,пи,пид(стр.146 Сабанин)
- •16.Простейшие понятия устойчивости линейных систем.
- •17. Устойчивость и корни характеристического уравнения. Устойчивость линеаризованных систем.
- •18.Критерий устойчивости Гурвица и Михайлова(111 сабанин и 107 Ротач)
- •19.Критерий устойчивости Найквиста(Ротач 108)
- •22.Запас устойчивости по максимуму ачх замкнутой системы. М-окружности и их свойства.
- •23.Расчет аср с п-, и- и пи–алгоритмами регулирования на заданный запас устойчивости по «m» и «m».
- •24. Прямые и косвенные критерии качества процессов регулирования, ориентированные на ступенчатое возмущающее действие
- •25. Оптимизация параметров настройки п ,и, пи-алгоритмов регулирования в области заданного запаса устойчивости
- •26. Методы построения переходных процессов в сау
- •Классический
- •Операторный
- •Метод трапецеидальных вчх
- •28. Аср с дополнительным информационным сигналом по скорости изменения параметра в промежуточной точке объекта. Структурная схема и передаточные функции данной аср.
- •29. Расчет настроек аср с дополнительным информационным сигналом по скорости изменения параметра в промежуточной точке объекта.
- •33. Расчет настроек комбинированной аср
- •34. Случайная величина, ее вероятностные и числовые характеристики (математическое ожидание, дисперсия, ско, закон распределения).
- •35.Случайные процессы. Методы их математического описания. Стационарность и эргодичность.
- •36.Корреляционная функция (кф). Корреляционная функция стационарных случайных процессов. Корреляционная функция эргодических случайных процессов.
- •37. Свойства корреляционной функции стационарных случайных процессов
- •Математическое ожидание выхода системы:
- •Взаимная спектральная плотность входа и выхода системы Sxy(jw):
- •Спектральная плотность выхода Sy(w):
- •40.Особые свойства частотных характеристик линейных сау. Теорема 1
- •42. Параметрическая оптимизация сау для реальных низкочастотных возмущающих воздействий. Одноконтурные аср. Комбинированные аср (197 Ротач, 133 135 141 Сабанин)
- •1.Схема определения приведенного к выходу возмущения
- •2.Одноконтурные аср
- •3.Комбинированные аср
- •43. Параметрический и структурно-параметрический синтез спс алгоритмов сар. Классификация спс. Задачи спс применительно к сау тп.
- •44. Структурно-параметрический синтез в сау с транспортным запаздыванием, как задача управления.
- •45. Особенности нелинейных систем (нлс). Автоколебания. Задачи исследования нлс.
- •46. Амплитудные и фазовые характеристики нелинейных элементов
- •47. Некоторые типовые нелинейности в сау
- •48.Устойчивость режимов работы нелинейных систем. Фазовые траектории и фазовые портреты.
- •50. Критерий устойчивости нелинейных динамических систем в.М.Попова. (лекция, Ротач см указатель),
- •51. Метод гармонической линеаризации. (лекция)
- •52. Метод статистической линеаризации. Расчет математического ожидания и дисперсии на основе этого метода. (лекция)
2. Классификация внешних воздействий в сау
Воздействия, получаемые объектом со стороны внешней среды и приводящие к нежелательным отклонениям управляемых величин, называют возмущающими воздействиями или возмущениями.
Для объектов электростанций возмущениями являются непредвиденные изменения качества топлива, мощности.
Изменение управляемых величин в соответствии с целью управления и поддержания их на неизменном уровне осуществляется подачей на объект управляющих воздействий.
Для реализации этих управляющих воздействий объект снабжается управляющими органами.
Управление, осуществляемое без участия человека, называют автоматическим, а устройство, выполняющее функции управления – автоматическим управляющим устройством или контроллером. Объект управления и контроллер во взаимодействии друг с другом образуют систему автоматического управления (САУ).
Использованная литература:
Ротач стр. 7, 8
Лекции
3. Цели сау технологическими процессами
Основной целью является достижение экономического эффекта:
Экономия энергии и энергосистем
Экономия сырья и др. компонентов технического процесса
Увеличение срока службы оборудования (экономия капитальных затрат)
Снижение аварийности оборудования
Увеличение выпуска годной продукции (снижение брака, увеличение производительности)
Повышение сорта и цены выпускаемой продукции
Схема формирования экономического эффекта САУ в режиме нормальной эксплуатации
ΔЭотн =
ε(t) – ошибка регулирования новой системы
Zн(t) – мгновен. Знач. Технолог. Показат.
Эпн, Эзн – затраты и потери на данную систему
ТК – оператор технолог. качества
ОС – оператор осреднения, ТП – технич. потери,
ЭП – экономич. потери, СМ - суммирование
СР – элемент сравнения, РШ – решения
Использованная литература: лекции
4. Схема формирования экономического эффекта сау в режиме нормальной эксплуатации
ΔЭотн =
ε(t) – ошибка регулирования новой системы
Zн(t) – мгновен. Знач. Технолог. Показат.
Эпн, Эзн – затраты и потери на данную систему
ТК – оператор технолог. качества
ОС – оператор осреднения, ТП – технич. потери,
ЭП – экономич. потери, СМ - суммирование
СР – элемент сравнения, РШ – решения
Использованная литература: лекции
5. Простейшие примеры технологических критериев (тк)..
Первое приближение – дисперсия.
|
- проектное время |
|
Аналитически
Экспериментально
|
|
ТП2 > ТП1, т.к. выбросы при т. 2 больше ошибки регулирования.
|
6. Схема сау. Понятие функциональной схемы. Структурная схема сау.
Объект управления и контроллер во взаимодействии друг с другом образуют систему автоматического управления. Несмотря на многообразие САУ и входящих в них элементов, последние могут быть сведены к нескольким основным типам, различающимся по назначению и взаимодействию в системе управления. Наглядное представление об элементах, входящих в САУ, дают функциональные схемы. Функциональные схемы САУ показывают, из каких элементов по функциональному значению состоят системы управления.
|
Задающее устройство преобразует воздействие в сигнал у(t).а сравнивающее устройство путем сравнивания сигнала у (t)и регулируемой величины x{t) (предполагается, что 9 и 10 не искажают сигнал χ(t)) вырабатывает сигнал ошибки е(t). Иногда сравнивающее устройство называют датчиком ошибки, отклонения или рассогласования»
Преобразующее устройство 3 служит для преобразования одной физической величины в другую, более удобную для использования в процессе управления (во многих системах преобразующее устройство отсутствует).
Регулятор 4. 8 служит для обеспечения заданных динамических свойств замкнутой системы. Например, с его помощью обеспечивается высокая точность работы в установившемся режиме, демпфируются колебания для сильно колебательных объектов (например, летательных аппаратов). Более того, введение в систему регулятора позволяет устранить незатухающие или возрастающие колебания управляемой величины. Иногда регуляторы вырабатывают управляющие сигналы (команды) в зависимости от возмущающих воздействий, что существенно повышает качество работы систем, увеличивая их точность.
Из схемы САУ видно, что в хорошо спроектированной системе ошибка е(t) должна быть мала. Вместе с тем на объект должны поступать достаточно мощные воздействия. Мощности же сигнала е(t) совершенно недостаточно для питания даже небольшого двигателя. В связи с этим важным элементом САУ является усилительное устройство, предназначенное для усиления мощности сигнала ошибки е(t) Усилитель управляет энергией, поступающей от постороннего источника. На практике широко используются электронные, магнитные, гидравлические, пневматические усилители.[1]
Рис. 1. Структурная схема
Схематическоеизображение (обычноввидепрямоугольников) отдельныхэлементовсистемыивоздействийихдругнадруга (авидестрелок), атакжевоздействий, получаемыхсистемойизвнешнейсредыеефункционирования, называют структурнойсхемойсистемы. Степеньдетализацииотдельныхэлементовсистемы, атакжесампринципвыделенияизсистемыотдельныхееэлементовмогут бытьразличными.
Вотношениивыполняемыхэлементамисистемыфункцийвсякаясистема управлениявнаиболееукрупненномвидедолжнасостоятьиздвухосновныхэлементов: управляемогообъекта (накоторомпротекаетподлежащийуправлениюпроцесс) иконтроллера (осуществляющегофункцииуправленияэтимпроцессом). [2]
Источники:
Пупков К.А. Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления http://www.ngpedia.ru/cgi-bin/getimg.exe?usid=9&num=0
Ротач, стр 8-9