МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
УКРАИНЫ
Кафедра автоматизации производственных процессов задания
на контрольную работу по дисциплине «Теория автоматического управления» для студентов направления 0925 – Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии (заочная форма обучения)
Днепропетровск НМетАУ
2009
Введение
Общим направлением комплексной автоматизации и механизации является создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) на основе применения широкой номенклатуры измерительных устройств, мини- и микроЭВМ, интегрированного управления.
При создании АСУ ТП возникает ряд взаимосвязанных задач, в решении которых необходимо участие технологов, механиков, математиков и других специалистов. Отсюда вытекает важность знания основ теории автоматического управления.
Проблема обеспечения требуемых свойств автоматических систем весьма сложна. В ней могут быть выделены, прежде всего, следующие частные задачи:
обеспечение устойчивости (стабилизация);
повышение запаса устойчивости (демпфирование);
повышение точности регулирования в установившихся режимах (уменьшение и устранение статической ошибки воспроизведения задающего воздействия, уменьшение или устранение влияния возмущений);
улучшение переходных процессов (увеличение быстродействия, максимальное снижение динамических ошибок обусловленных управляющими и возмущающими воздействиями).
Всякая система автоматического регулирования должна быть устойчивой. Однако запас устойчивости в системе стабилизации (с постоянным или редко изменяющимся управляющим воздействием) может быть значительно меньше, чем в следящей системе (с непрерывно или часто изменяющимся управляющим воздействием). Если параметры регулируемого объекта определены приближенно или могут изменяться в процессе эксплуатации системы, то необходим больший запас устойчивости, чем при точно установленных и неизменных параметрах.
В системе стабилизации обеспечивается максимально возможное или хотя бы необходимое уменьшение влияния возмущений. В следящих системах, кроме того, обеспечивается необходимое быстродействие уменьшение как статических, так и динамических ошибок воспроизведения задающего воздействия.
Когда устойчивость и необходимое качество не могут быть достигнуты простым изменением параметров системы (коэффициентов передачи, постоянных времени отдельных звеньев), тогда эта задача решается введением в систему регуляторов с определенной структурой и параметрами.
Поэтому центральной задачей теории автоматического управления является достижение необходимого качества регулирования. Систематизация и обобщение накопленных знаний привели к созданию ряда методов проектирования (синтеза) систем с заданными показателями точности регулирования и быстродействия.
Целью выполнения контрольной работы является закрепление практических навыков разработки и расчета отдельных узлов автоматизированных систем управления.
Контрольная работа предусматривает решение четырех задач по разделам «Линейные АСУ» и «Нелинейные АСУ» курса «Теория автоматического управления». Аналитические расчеты рекомендуется проверить путем имитационного моделирования с применением пакета Matlab/Simulink.
Контрольные работы выдаются в семестре на установочных лекциях.
После выполнения студентами заочного факультета они высылаются в деканат для проверки. Если работа выполнена верно и в соответствии с заданием, студент допускается к ее защите. В случае наличия ошибок или выполнения работы не в соответствии с заданием она возвращается для доработки и исправления ошибок. Защитить контрольную работу необходимо до экзамена по изучаемой дисциплине.
Контрольная работа должна быть оформлена на листах бумаги формата А4. Перечень используемой литературы приводится в конце работы. Ссылки на источник в тексте делаются сокращенно: в квадратных скобках указывается номер источника по списку. В отдельных случаях после указания источника приводится номер таблицы, рисунка или станицы, например: [3], табл. 8; [2], рис. 4; [4], с. 72. Не допускается сокращений слов и обозначений, кроме принятых официальными источниками. Чертежи схем, графики и другие иллюстрации должны быть аккуратно оформлены и содержать необходимые обозначения. В подрисуночных надписях необходимо раскрыть сокращенные обозначения, принятые в схеме.