1)Основные термины тау. Задачи стабилизации, программного управления, слежения и оптимального управления.

Система автоматического управления в наиболее общем виде может быть представлена в виде двух блоков: устройство управления (УУ) и объект управления (ОУ). В зависимости от вида связей (отношений) между этими блоками различают разомкнутые (без обратной связи, рис.1.1,а),

и замкнутые (с обратной связью, рис. 1.1,б).

а) разомкнутая, б) замкнутая

x - вектор задающих воздействий, которые определяют желаемый характер изменения управляемых величин системы;

f - вектор возмущающих воздействий. Этот вектор описывает такие влияния среды на систему, которые вызывают отклонения хода управляемого процесса от желаемого;

u - вектор управляющих воздействий, вырабатываемых УУ;

у - вектор управляемых (регулируемых) величин.

В объекте управления протекает некий процесс, которым необходимо управлять.

Устройство управления - это совокупность элементов, формирующих управляющие воздействия на основе информации о задающих воздействиях, управляемых величинах, переменных состояния и (или) внешних воздействиях. В состав УУ обычно входят измерительные (чувствительные) элементы, преобразователи, формирующие элементы, а также исполнительные устройства.

Ход управляемого процесса может быть описан с помощью векторов входных воздействий х, f системы и векторов выходных переменных u, y (так называемая модель вход-выход), или те же величины могут быть связаны посредством вектора состояния системы s (модель переменных состояния).

C помощью САУ, обычно решается четыре основных типа задач, определяемых характером задающего воздействия х как функции времени.

1. Задача стабилизации (х = const). Это одна из наиболее распространенных задач, встречающихся при автоматизации различных процессов

Примером системы стабилизации может служить система регулирования температуры, напряжения и т.д.

2. Задача программного управления (закон изменения величины х по времени заранее известен). В этом случае управление осуществляется по заданной программе. Например, такие задачи решаются автопилотом, системой управления стиральной машины.

3. Задача слежения. В этой задаче закон изменения х= х(t) неизвестен. Системы автоматического управления, решающие такие задачи называются следящими системами. Системы управления радиолокационными станциями относятся к следящей системе.

4. Задача оптимального управления. Суть управления заключается в том, что некоторый параметр поддерживается на максимальном или минимальном уровне, обеспечивающем максимальную эффективность системы. Примером может служить система поддерживающая максимальную скорость протекания химических реакций в различных технологических процессах.

2)Основные принципы управления и их математическая формулировка.

УУ САУ формирует управляющее воздействие в соответствии с соотношением между задающим воздействием, вектором переменных состояния системы и возмущающим воздействием на ОУ. Аналитическое выражение этого соотношения называется законом управления.

Общий вид законов управления: u = U(x,ε,f,y,s), где ε = x - y вектор отклонений САУ.

Конкретный вид закона управления зависит от выбранного принципа управления.

Основными принципами управления являются:

- управление по воздействиям,

- управление по отклонению,

- управление по состоянию, u=U(s₁ ,s₂,... ,s_n)

- комбинированное управление.