Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТАУ конспект лекций.docx
Скачиваний:
4
Добавлен:
22.11.2019
Размер:
879.25 Кб
Скачать

Основные задачи тау

1)Исходная задача: построение математической модели САУ.

Типы моделей:

- во временной области : адекватным аппаратом является дифференциальные, (для непрерывных САУ); и конечно, разностные (для дискретных САУ) уравнения.

;

- в комплексной области: средством является функция комплексного переменного (передаточная функция)..

Модели временной области являются более общими, универсальными, то есть пригодными для всех классов систем указанных выше.

Модели комплексной области в полной мере годятся лишь для класса линейных систем.

2)Исследование устойчивости(разработка методов анализа устойчивости).

3)Исследование точности функционирования систем.

4)Исследование качества переходных процессов систем.

К основным прямым показателям качества:

- время регулирования;

- перерегулирование.

Стандартный переходный процес:

Δ = [0.03÷0.05]hуст

tр – время регулирования, момент времени, когда входит в коридор.

Перерегулирование

σ% = (hmax-hуст)/hуст·100%

tр характерезует быстродействие САУ.

σ характеризует колебательные свойства САУ.

Для хороших систем перерегулирования не должно превышать 35%.

5)Разработка методов анализа и синтеза САУ систем различных классов.

К методам синтеза относятся:

- метод ЛАЧХ – Солодовского;

- корневого годографа и т.д.

Становление тау. Краткая историческая справка

1765 г. – Барнаульский завод, инженер Ползунов сконструировал поплавковый регулятор уровня воды в котле.

1784 г. – был изобретен центробежный регулятор (Дм. Уат) скорости.

1868 г. – Дж. Максвел написал ряд работ об устойчивости уравнений.

1878 г. – В парижской академии наук представлен ряд работ А.Стодола (об общей теории регулирования) , (о регуляторах прямого, непрямого действия и др.), посвященные устойчивости работы гидравлической турбины.

В это время ученые осуществили системный подход к общей задаче автоматического регулирования.

Рассматривали взаимодействие паровой машины и регулятора, построили математическую модель такой САУ, в виде системы дифференциальных уравнений, или эквивалентного уравнения 2-го – 3-го порядка относительно одной переменной.

а0y”’(t) + a1y”(t) + a2y’(t) + a3y(t) = f(t)

В рассмотрение было введено характерестическое уравнение:

a0λ3 +a1λ2 + a2λ + a3 = 0

с набором решений: е λ1t, е λ2t, е λ3t

Производимость распределения корней в комплексной плоскости ( характеристическое уравнение ).Это распердиление, русский ученый Вышнеградский связал с параметрами системы и ввел диаграмму качества системы (колебательности, затухания и т.п.).

1877 г. – английский ученый Рауз полностью решил задачу распределения корней уравнений в произвольной степени.

1895 г. – Разработал лаконичный алгоритм решения задачи (алгебраический метод).

1895 г. – немецкий математик Раус Гурвиц установил свой алгоритм ( отличны от алгоритма Рауса определение всех правых корней алгебраических уравнений; и необходимые и достаточные условия устойчивости системы) с помощью определителей Гурвица.

1892 г. – русский математик Лягунов представил общий фундаментальный подход к проблеме устойчивости.

Разработал два метода устойчивости, для линейных и нелинейных САУ.

В ХХ веке первые 3 десятилетия ТАУ развивалось только в деталях, однако в это время щло бурное развитие техники ( радио, электричество, энергетика и т.п.).

Потребность в автоматизации управления возрастала, так как возрастала сложность объектов управления.

В 30-е годы ХХ века как альтернатива алгебраическим, появились частотные методы анализа устойчивости САУ (критерии) к ним относятся:

- критерии Найквиста 1932 г.;

- Михайлова 1936 г .

Залаживаются основные теории случайных процессов (Калногоров, Винер) и теории нелинейных систем (Боголюбов,Крылов).

К началу 50-х годов закончился классический период становления и развития ТАУ. В промышленности, технологии, технике, реализуются новые достижения науки.Возникает необходимости оптимизации систем управления, в частности, космических.

1945-52 гг. – возникает теория оптимального управления (А.А.Фельдбраун,Понтрялин).

В 60-е годы были созданы теории оптимальной фильтрации и оптимальногго линейно-квадратического и стохастического уравнения.

Современное ТАУ развтивает теорию многомерных систем ( сложные объекты управления со многими регулируемыми координатами), теорию импульсных и дискретных систе, теорию цифрового управления, теорию адаптивных систем.