1. Что является объектом изучения теории автоматического управления (тау). Перечислить основные задачи линейной тау.

Объект (и предмет): Системы автоматического управления и процессы, протекающие в них.

Задачи:

• Изучение динамических свойств различных типовых звеньев автоматических систем.

• Формирование функциональных и структурных схем автоматических систем из типовых звеньев.

• Определение качества систем управления в установившихся режимах (точность систем).

• Определение качества систем в переходных режимах (качество переходных процессов).

• Исследование устойчивости автоматических систем управления.

• Изучение различных корректирующих устройств, которые вводятся в систему управления для повышения точности и улучшения качества переходных процессов систем.

• Создание различных методов синтеза корректирующих устройств и методов оптимизации систем по различным показателям качества.

2. Сформулировать принцип действия автоматического устройства управления. Схема объекта управления (ОУ). Состояние ОУ. Что понимают под управлением объектом. Принципиальная схема автоматического управления объектом. Задача автоматического управления.

Принцип действия: Обнаружить отклонения параметров, характеризующих работу объекта управления, от заданных для него законов изменения и воздействия на объект таким образом, чтобы устранить заданное отклонение от данного режима.

Схема ОУ:

ОУ – объект управления

X(t) – управляемая (регулируемая, выходная) вел-на

F(t) – возмущающее воздействие

X_p(t) – управляющее (рег-щее) воздействие

Состояние ОУ: Величина X(t) характеризует состояние

объекта управления. Состояние ОУ может характери-

зоваться не одной, а несколькими величинами. Примеры: электродвигатель – частота вращения вала и ток в якоре; автомобиль – скорость и направление; холодильник – tº воздуха; душ – tº воды; производственное предприятие – прибыль, объём выпуска, объём продаж и т.д.

У правление объектом: Управлять объектом означает сформулировать на входе объекта управляющее воздействия Xp(t), которое целенаправленно изменит его состояние.

Принципиальная схема автоматического управления объектом:

АУУ – автоматическое устройство управления

ИУ – исполнительное устройство, предназначено для преобразования X_p(t) в X_p^*(t)

ОУ – объект управления

X_зд(t) – задающее воздействие, характеризующее требуемое состояние ОУ

X_p(t) – управляющее (регулирующее) воздействие

X_p^*(t) – управляющее (регулирующее) воздействие той физической природы,

которая определяется природой ОУ

F(t) – возмущающее воздействие

X(t) – управляемая (регулируемая, выходная) величина

Задача автоматического управления: Как можно точнее воспроизводить на выходе объекта заданный закон изменения задающего воздействия и как можно полнее подавлять влияние возмущающих воздействий F(t).

3. Определить понятие «принципы управления». Сущность, достоинства, недостатки и принципиальные схемы следующих принципов управления: разомкнутое управление; управление по возмущению; управление с обратной связью. Автоматические системы регулирования (АСР).

П ринцип управления – способ увязки алгоритма управления системы с заданным и фактическим её функционированием.

Разомкнутое управление:

ЗД – специальное устройство, которое формирует задающее воздействие

АУУ – автоматическое устройство управления

ИУ – исполнительное устройство, предназначено для преобразования X_p(t) в X_p^*(t)

ОУ – объект управления

X_зд(t) – задающее воздействие, характеризующее требуемое состояние ОУ

X_p(t) – управляющее (регулирующее) воздействие

X_p^*(t) – управляющее (регулирующее) воздействие той физической природы,

которая определяется природой ОУ

F(t) – возмущающее воздействие

X(t) – управляемая (регулируемая, выходная) величина

Сущность – управляющее воздействие X_p(t) вырабатывается только на основе заданного заранее алгоритма функционирования АУУ.

Недостаток – алгоритм функционирования не связан с такими факторами как F(t) и фактическим состоянием управляющей величины Х(t).

У правление по возмущению:

Сущность – измеряют наиболее существенное возмущение и передают эту информацию АУУ, которое имеет возможность компенсировать отклонение управляемой величины X(t), вызванное этим возмущением.

Н едостатки – 1) АУУ не имеет информации о фактическом состоянии Х(t), т.е. система не знает насколько Х(t) соответствует заданному значению Х_зд(t).

2) Далеко не всегда имеются датчики для измерения

наиболее существенных возмущений. Управление с обратной связью:

Сущность – измеряют фактическое состояние управляемой величины X(t) и передают эту информацию АУУ. Чаще всего управляющее воздействие X_p(t) формируется по отклонению фактического состояния от заданного значения:

Автоматические системы регулирования: Управление с использованием отклонения E(t) фактического состояния от заданного значения называется регулированием, а АУУ называются автоматическим регулятором. АСУ, состоящая из СЭ (сравнивающий элемент), АР, ИУ и ОЭ в прямой цепи системы, охваченной главной обратной связью (всегда отрицательна), называется замкнутой АСР.