Лабораторное задание и методические указания по его выполнению

Задание. Построить фазовый портрет САР для трех зон значений переменной регулирования x.

Указания по выполнению. Запустите программу на ЭВМ, соответствующую данной лабораторной работе. В диалоговом режиме введите параметры уравнения фазовых траекторий для трех зон, значения констант и областей изменения переменных. Зарисуйте полученный фазовый портрет и объясните полученные результаты.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ

РАБОТЕ №4

1. Каковы особенности анализа нелинейных САР?

2. Дайте понятие фазового пространства и фазового портрета.

3)Назовите назначение всех элементов системы дистан ционной передачи угла поворота.

4. Какие функции выполняет нелинейный элемент (НЭ) в исследуемой САР?

5) Чем определяется гистерезис в характеристике НЭ?

6. От каких факторов зависит ошибка в передаче угла в исследуемой САР?

7. Как определить зоны устойчивости по фазовому портрету САР?

8. Синтез дискретной сар на основе аналогового прототипа. Курсовая работа

Целью курсовой работы является приобретение практических навыков по синтезу на функциональном и программном уровнях дискретных САУ по заданным моделям их аналоговых прототипов.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Для аналоговой САР со структурой, изображенной на рисунке 8.1, имеющей передаточную функцию (8.1), синтезировать эквивалентную дискретную САР на функциональном и программном (алгоритмическом) уровнях реализации.

ПКУ ЗР

x(t) y(t)

W_К(p) W_y(p)

УМ ОС

K W_ос(p)

ПКУ – последовательное корректирующее устройство;

ЗР – звено регулирования (регулятор);

ОС – звено обратной связи в цепи коррекции;

УМ – умножитель (линейный усилитель) с коэффициентом передачи К.

Рис. 8.1

W(p)=Wk(p)

Wy(p) 1 + Wy(p) Wос(p) K

(8.1)

Для всех звеньев, входящих в состав аналоговой САР, использовать индивидуальные значения параметров (выбор по таблицам, приведённым в приложении А).

Для выполнения курсовой работы необходимо осуществить следующие операции:

- найти Z-передаточную функцию дискретной САР, соответствующую аналоговому прототипу;

- по полученному Z-образу составить функциональную схему дискретного устройства;

- на базе функциональной схемы составить алгоритм для программной (микропроцессорной) реализации дискретной САР.

Оформление пояснительной записки к курсовой работе

проводится в соответствии с стандартом ВГТУ.

Индивидуальное задание студенту определяется в соответствии с двумя последними цифрами номера зачетной книжки студента.

В таблице 1 приложения А в ячейках на пересечении старших и младших последних двух разрядов зачетной книжки приведены цифры, которые обозначают следующие параметры задания:

первая цифра – вид закона регулирования согласно таблице 2 приложения А;

вторая цифра – тип корректирующего фильтра согласно таблице 3 приложения А;

третья цифра – способ подключения корректирующего звена: 1 – последовательное корректирующее устройство (ПКУ), 2 – звено обратной связи (ОС);

четвертая цифра – параметры схемы согласно таблице 4 приложения А.

Рассмотрим пример формирования исходных данных формирования исходных данных

Пусть, например, в соответствии с индивидуальным заданием, в схеме САР, приведённой на рис. 7.10 заданы:

W_k(p) = 1 (8.2)

(ПКУ отсутствует).

W_y(p) = k₀ + k₁p = b₁/p (8.3)

(пропорционально-интегродифференциальный закон регулирования).

Woc(p) =

1 T1T2p2 + [T1(1+R2 /R1) + T2]p + 1

,(8.4)

где T₁ = R₁C₁, T₂ = R₂C₂ .

R₂ R₁

C₂ C₁

Рис. 8.2 – Схема RC-фильтра

Схема RC-фильтра, имеющего передаточную функцию (8.4), приведена на рис. 8.2.

Передаточная функция аналогового прототипа проектируемой дискретной линейной системы (ДЛС) получается подстановкой в (8.1) выражений (8.2)-(8.4), определяющих передаточные функции отдельных звеньев:

W(p) =

k0 + k1p + b1/p 1 + (k0 + k1p + b1/p)

1 ap2 +dp + 1

, (8.5)

где a = T₁T₂

d = T₁(1 + R₂ /R₁) +T₂

Преобразуем (8.5) и приведем его к виду:

W(p) =

(k1a)p4 + (k0a + k1d)p3 + (b1a =k0d + k1)p2 + (b1d + k0)p + b1 ap3 + np2 + mp + b1

(8)

где n = d + k₁, m = 1 + k₀ .

Вводя новые обозначения, выражение может быть представлено в виде:

W(p) =

rp4 + sp3 + qp2 + cp +b1 ap3 + np2 + mp + b1

(8.6)

где обозначено:

r = k₁a

s = k₀a + k₁,

q = b₁a +k₀d + k₁,

c = b₁d + k₀

Выражение (8.6) является исходным для последующего синтеза ДЛС.

Затем следует провести обоснование выбора метода

синтеза ДЛС. Различают синтез по заданной импульсной реакции и по заданной амплитудно-частотной характеристике.

Синтез ДЛС должен осуществляться посредством построения системы, эквивалентной в некотором смысле непрерывной линейной системе с заданной передаточной функцией. Поскольку структурная схема дискретной обработки сигнала предполагает дискретизацию исходного аналогового сигнала, то естественным вариантом дискретного аналога исходной непрерывной системы является такой, когда дискретные значения импульсной весовой функции ДЛС совпадают с соответствующими дискретными выборками импульсной реакции исходного аналогового прототипа. Такой метод называется синтезом по заданной импульсной реакции. Результатом применения этого метода является Z-передаточная функция ДЛС:

D(Z) = t  g(n) Z^-n , (8.7)

ⁿ⁼⁰

где g(n) = g(n t) с точностью до t совпадает с отсчетами g(t) импульсной реакции непрерывной системы.

На практике непрерывная система чаще всего задается передаточной функцией К(р). Поскольку К(р) и g(t) взаимно однозначно связаны преобразованием Лапласа, то очевидно, что D(Z) может быть определена и по известной функции К(р). Для этого передаточную функцию К(р) следует представить в виде

K(p) =

K1(p) K2(p)

=

b0 + b1p + ... + bi pi (8.8) a0 + a1p + ... + ampm

Функция К(р) далее может быть разложена на простые дроби:

K(p)=

m di i=1

1 p - pi

, (8.9)

где p_i - однократные полюсы, i =1,2, ...,m , а коэффициенты

di = K(p) (p – p_i) (8.10)

^p=pi

Так как обратное преобразование Лапласа от (7.66) имеет вид

g(t) =

m  i=1

di epi t , (8.11)

то

D(Z) =

  t n=0

m  di epi n t Z-n = i=1

m  i=1

di t (8.12) 1 - epi n t Z-1

В общем случае, когда К(р) имеет s различных полюсов p_i, i=1,2,...,s

каждый кратности r_i , вычисление D(Z) становится более громоздким.

Синтез по заданной амплитудно-частотной характеристике заключается в следующем. Пусть известна передаточная функция К(р) аналогового прототипа системы. Если необходимо перейти к Z - передаточной функции ДЛС так, чтобы АЧХ ДЛС была близка к АЧХ прототипа, то можно воспользоваться связью между переменными Р и Z, которая имеет вид

Z = e p t

, (8.13)

откуда

P = 1 ln Z Δt

, (8.14)

Однако воспользоваться (8.14) для получения D(Z) затруднительно, так как простая подстановка (8.14) в К(р) приведет к иррациональной функции D(Z) , которая не может быть реализована в линейных дискретных системах. Для того, чтобы получить возможность непосредственного перехода от К(р) к D(Z) следует аппроксимировать функцию (8.14) рациональной функцией, воспользовавшись разложением в ряд Тейлора:

, (8.15)

Если ограничиться в (8.15) одним первым слагаемым, то получится преобразование

, (8.16)

которое называется билинейным и широко используется в практике синтеза ДЛС. Определим Z-передаточную функцию и проведём синтез функциональной схемы ДЛС Воспользуемся методом билинейного преобразования. Для этого в (8.6) заменим

где τ - период дискретизации.

В результате такой подстановки получим: (8.17)

Умножая числитель и знаменатель в (8.17) на (Z+1)⁴, получим

где

Далее, пользуясь формулой бинома Ньютона, раскрываем скобки в числителе и знаменателе , приводим подобные члены и приходим к выражению:

где обозначено

Разделив числитель и знаменатель в (8.18) на AZ⁴ , окончательно получим

(8.19)

Выражения для вычисления множителей, используемых в функ-

циональной схеме ( рис. 8.3), приведены в таблице 1.

Таблица 1- Формулы для вычисления множителей

		K0 K1 заданы
b 11 –задано		R1 R2 заданы
		C1 C2 заданы

Константы с верхним индексом в виде апострофа (‘) означают одноименные константы без апострофа, деленные на A. Выражение D(Z) в форме (8.19) является основой для последующего синтеза ДЛС.

Функциональная схема ДЛС, имеющей Z-передаточную функцию (8.19), приведена на рис.8.3)

Рассмотрим синтез алгоритма микропроцессорной реализации дискретной САР. Как видно из функциональной схемы ДЛС , рекурсивная процедура формирования текущего значения выходного управляющего воздействия включает в себя ограниченный набор действий:

• задержка на время, равное интервалу дискретизации ;

• умножение на константу;

• суммирование.

Считаем, что гипотетический процессор (МП) может выполнять требуемые операции умножения и суммирования с необходимой разрядностью операндов.

Кроме того, предполагается, что в составе МП имеется таймер, обладающий возможностью реализации прерывания по вектору.

Будем полагать, что таймер настраивается (программируется) на интервал дискретизации , а подпрограмма обслуживания прерывания содержит все операторы, реализующие последовательностный алгоритм, адекватный «жесткой» логике функциональной схемы. Задержка на интервал осуществляется путем временного хранения в ячейке памяти (регистре) предыдущего значения дискретного отсчета.

На рис. 8.4 показана схема алгоритма, реализующего ДЛС с Z-передаточной функцией (8.19). В блоке 2 схемы алгоритма под t_пр понимается время, затрачиваемое на выполнение части программы: блоки 2, 3 и 5-25.

Задержки на интервалы, кратные  , (т.е., 2 , 3 и др.) обеспечиваются путем последовательных пересылок (продвижения) предыдущих выборок в специально выделенные для этих целей ячейки. С учетом высказанных соображений, распределение требуемых ячеек оперативной памяти (или регистров общего назначения РОНов) может быть таким, как это представлено в таблице 2.

Таблица 2

Обозначение ячейки

Назначение

F0 F1 – F4 F5 – F7 F8 F9 F10

Текущее (очередное) значение отсчета Ячейки для временного хранения предыдущих значений отсчетов входного сигнала с целью обеспечения задержек на величины t, 2t, 3t, 4t (функции Z-1, Z-2, Z-3, Z-4) Ячейки для временного хранения предыдущих дискретных значений выходного сигнала с целью обеспечения задержек на величины t, 2t, 3t, (функции Z-1, Z-2, Z-3 для ветвей суммирования выходного сигнала) Ячейка для временного хранения результата Текущего цикла (вывод y[n]) Ячейка для временного хранения произведения Ячейка-аккумулятор для накопления суммы

Рис. 8.4

9. Г Л О С С А Р И Й

Автоматика – отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления техническими процессами.

Автоматическое управление - управление объектом с помощью технических средств без участия человека.

Адаптивные системы - это системы, в которых предусмотрена возможность автоматической перенастройки параметров или изменения принципиальной схемы САУ с целью приспособления к изменяющимся внешним условиям.

Астатические звенья - это звенья САУ, в которых каждому значению входной величины соответствует множество значений выходной величины.

Время переходного процесса t_пп - это время от момента воздействия, начиная с которого колебания управляемой величины не превышают некоторого наперед заданного значения, то есть |h(t)-h_уст| . Обычно принимают = 0.05h_уст.

Возмущением называется величина f(t), подаваемая на второй вход звена. Она отражает влияние на выходную величину y(t) изменений окружающей среды, нагрузки и т.п.

Переходная и импульсная переходная характеристики называются временными характеристиками.

Входной величиной ОУ называют физическую величину на входе управляющего органа ОУ.

Выходной величиной ОУ называют физическую величину на выходе ЧЭ.

Главной обратной связью (ОС) называется связь выхода ОУ с его входом.

Годограф: если W(j ) изобразить вектором на комплексной плоскости, то при изменении от 0 до + его конец будет вычерчивать кривую, называемую годографом вектора W(j ), или амплитудно - фазовую частотную характеристику (АФЧХ)

Декада - это интервал частот , отличающихся друг от друга в 10 раз, обычно принимают за единицу логарифмического масштаба частот масштаба частот.

Децибел – это 0,1 бела, бел – логарифмическая единица, которая соответствует десятикратному увеличению мощности (1 бел – в 10 раз, 2 бела – в 100 раз, 3 бела - в1000 раз).

Динамическая ошибка – это значение разности между заданным и текущим значением управляющих воздействий при произвольных y(t) и f(t).

Динамический режим - основной режим работы САУ, характеризующийся протеканием в ней переходных процессов.

Динамическое звено - это звено САУ с известной передаточной функцией. Оно изображается прямоугольником, внутри которого записывается выражение передаточной функции.

Дискретная САУ – это система, в которой должно быть хотя бы одно звено, у которого выходной сигнал изменяется дискретно при непрерывном изменении входного сигнала.

Задающим устройством (ЗУ) называется устройство, задающее программу изменения управляющего воздействия, то есть формирующее задающий сигнал u_о(t).

Закон управления – это алгоритм формирования наиболее целесообразного сигнала управления (управляющего воздействия), который должен обеспечить требуемую точность, устойчивость и качество процесса управления.

Запас устойчивости по модулю характеризует удаление годографа АФЧХ разомкнутой САУ от критической точки в направлении вещественной оси и определяется расстоянием h от критической точки до точки пересечения годографом оси абсцисс

Запас устойчивости по фазе характеризует удаление годографа от критической точки по дуге окружности единичного радиуса и определяется углом между отрицательным направлением вещественной полуоси и лучом, проведенным из начала координат в точку пересечения годографа с единичной окружностью.

Импульсная переходная характеристика описывает реакцию системы на единичное импульсное воздействие при нулевых начальных условиях.

Интегральные критерии позволяют судить о качестве управления путем вычисления интегралов от некоторых функций управляемой величины. Эта функция выбирается таким путем, чтобы значение определенного интеграла от этой функции по времени от 0 до + было однозначно связано с качеством переходного процесса. В то же время данный интеграл должен сравнительно просто вычисляться через коэффициенты уравнений исследуемой системы.

Качество управления - это степень удовлетворения совокупности требований к форме кривой переходного процесса, которая определяет пригодность системы для конкретных условий работы.

Критерий Гурвица: для того, чтобы САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы все n диагональных миноров определителя Гурвица были положительны.

Критерий Михайлова – САУ будет устойчива, если вектор D(j ) при изменении частоты от 0 до + повернется на угол n /2, годограф устойчивой САУ начинается на положительной полуоси, так как D(0) = a_n, и последовательно проходит против часовой стрелки n квадрантов комплексной плоскости, уход в бесконечность в n - ом квадранте.

Критерий устойчивости Найквиста: если разомкнутая САУ неустойчива и имеет g правых корней, то для того, чтобы замкнутая САУ была устойчива необходимо и достаточно, чтобы вектор F(j ) при изменении от 0 до + охватывал начало координат в положительном направлении g/2 раз, то есть АФЧХ разомкнутой САУ должна охватвать g/2 раз точку ( - 1, j0).

Линеаризация уравнений динамики - это процесс преобразования нелинейных уравнений в линейные.

Линейной САУ называется САУ, в которой все звенья линейные, такая САУ имеет линейную статическую характеристику.

Матрица Гурвица строится из коэффициентов характеристического уравнения по алгоритму:

1) по главной диагонали слева направо выставляются все коэффициенты характеристического уравнения от a₁ до a_n;

2) от каждого элемента диагонали вверх и вниз достраиваются столбцы определителя так, чтобы индексы убывали сверху вниз;

3) на место коэффициентов с индексами меньше нуля или больше n ставятся нули.

Нелинейная САУ – это система, в которой хотя бы одно звено нелинейное.

Непрерывная САУ – это система, во всех звеньях которой выходной сигнал изменяется плавно при таком же изменении входного сигнала.

Неустойчивая система непрерывно удаляется от равновесного состояния или совершает вокруг него колебания с возрастающей амплитудой.

Нули передаточной функции это корни операторного коэффициента передачи, при которых K(p) = 0 и W(p) = 0, называются.

Одноконтурная САУ - это замкнутая система, при размыкании которой в какой либо точке получают цепочку из последовательно соединенных элементов.

Оптимальные системы являются более сложным вариантом экстремальных систем. Здесь происходит, как правило, сложная обработка информации о характере изменения выходных величин и возмущений, о характере влияния управляющих воздействий на выходные величины, может быть задействована теоретическая информация, информация эвристического характера и т.п. Поэтому основным отличием экстремальных систем является наличие ЭВМ.

Основная задача автоматического управления - поддержание определенного закона изменения одной или нескольких физических величин, характеризующих процессы, протекающие в ОУ, без непосредственного участия человека.

Операторный коэффициент передачи – это числитель K(p) = b_op^m + b₁p^{m - 1}+ ... + b_m характеристического полинома.

Параллельно - встречное соединение – соединение, при котором звено охвачено положительной или отрицательной обратной связью.

Параллельно - согласное соединение – соединение, при котором на вход каждого звена подается один и тот же сигнал, а выходные сигналы складываются

Передаточная функцияСАУ определяет отношение выходной величины звена к входной в каждый момент времени: W(p) = y(t)/u(t), поэтому ее еще называют динамическим коэффициентом усиления.

Перерегулирование s - это максимальное отклонение управляемой величины от установившегося значения, выраженное в относительных единицах

Переходная характеристика – это зависимость изменения выходной величины системы от времени при подаче на ее вход единичного ступенчатого воздействия при нулевых начальных условиях.

Показатель колебательности M - это отношение максимального значения АЧХ замкнутой САУ к ее значению при = 0

Полюса передаточной функции это корни характеристического полинома, то есть значения p, при которых знаменатель D(p) обращается в ноль, а W(p) стремится к бесконечности.

Последовательное соединение – соединение, при котором выходная величина предшествующего звена подается на вход последующего.

Постоянная времени Т – время, за которое САУ достигает 63% от установившегося значения.

Принцип компенсации применяют, если возмущающий фактор искажает выходную величину до недопустимых пределов.

Принцип суперпозиции: реакция системы на несколько одновременно действующих входных воздействий равна сумме реакций на каждое воздействие в отдельности.

Принцип обратной связи заключается в том, что управляющее воздействие корректируется в зависимости от выходной величины y(t). И уже не важно, какие возмущения действуют на ОУ. Если значение y(t) отклоняется от требуемого, то происходит корректировка сигнала u(t) с целью уменьшения данного отклонения.

Принцип разомкнутого управления состоит в том, что программа управления жестко задана ЗУ; управление не учитывает влияние возмущений на параметры процесса.

Принципиальная схема показывает принцип действия данной конкретной САУ, состоящей из конкретных технических устройств. Принципиальные схемы могут быть электрическими, гидравлическими, кинематическими и т.п.

Программные системы - это системы, в которых обеспечивается изменение управляемой величины в соответствии с программой, формируемой ЗУ.

Регулированием называется процесс установления требуемого значения управляемой величины САУ.

Самонастраивающиеся САУ способны изменять свои параметры при изменении внешних условий.

Самоорганизующиеся САУ способны изменять алгоритм работы, то есть система сама изменяет свою структуру.

Самообучающиеся САУ способны накапливать и обрабатывать информацию и на основе этого опыта совершенствовать свою структуру и способы управления.

Сигнал - это информационное понятие, соответствующее на принципиальной схеме физическим величинам. Пути его прохождения указываются направленными отрезками

Система автоматического управления (САУ) – это такая система, которая обеспечивает комплекс операций по управлению любым техническим, в том числе производственным процессом без участия человека с помощью автоматического управляющего устройства, совокупность ОУ и средств автоматического управления.

Системы стабилизации - это системы, в которых обеспечивается неизменное значение управляемой величины при всех видах возмущений, т.е. y(t) = const.

Следящие системы - это системы, которые отличаются от программных лишь тем, что программа y = f(t) или y = f(x) заранее неизвестна. В качестве ЗУ выступает устройство, следящее за изменением какого-либо внешнего параметра.

Статическая ошибка e_уст = y₀ - yуст = -h_уст - это разность между предписанным и действительным значением управляемой величины в установившемся режиме.

Статические звенья - это звенья САУ, для которых можно задать статическую характеристику в виде жесткой функциональной зависимости выходной величины от входной.

Структурная схема САУ- это схема САУ, составленная из динамических звеньев.

Технический процесс – это устройство или реализованный технологический процесс.

Типовые входные воздействия используют для оценки динамических свойств системы и отдельных звеньев, реакции САУ на эти воздействия наиболее полно отражают особенности реальных возмущений.

Управление объектом (объект управления будем обозначать ОУ) есть воздействие на него в целях достижения требуемых состояний или процессов. В качестве ОУ может служить самолет, станок, электродвигатель и т.п.

Управляющее воздействие u(t) - это воздействие, прикладываемое к УО объекта с целью поддержания требуемых значений управляемой величины. Оно формируется устройством управления (УУ).

Управляющий орган объекта (УО) – это часть ОУ, с помощью которой можно изменять параметры управляемого процесса.

Условие устойчивости систем по Ляпунову формулируется так: в устойчивой системе свободная составляющая решения уравнения динамики, записанному в отклонениях, должна стремиться к нулю, то есть затухать.

Установившийся, или статический ежим работы САУ – это режим, в котором управляемая величина и все промежуточные величины не изменяются во времени.

Устойчивость системы - способность ее возвращаться к состоянию установившегося равновесия после снятия возмущения, нарушившего это равновесие.

Характеристическим полиномом называют знаменатель передаточной функции D(p) = a_opⁿ + a₁p^{n - 1} + a₂p^{n - 2} + ... + a_n.

Цепь обратной связи – это участок цепи, по которому сигнал идет в противоположном направлении по отношению к системе в целом (то есть с выхода на вход), с передаточной функцией W_ос.

Частотной передаточной функцией W(j ) называется отношению выходного сигнала к входному при изменении входного сигнала по гармоническому закону.

Частотные характеристики (ЧХ)- это зависимости, связывающие амплитуду и фазу выходного сигнала с частотой входного сигнала, называются.

Частотный анализ - это анализ ЧХ системы с целью исследования ее динамических свойств.

Чувствительный элемент (ЧЭ) – это часть ОУ, которая преобразует управляемую величину в пропорциональную ей величину, удобную для использования в САУ, называют.

Экстремальные системы - это системы, в которых требуется, чтобы выходная величина всегда принимала экстремальное значение из всех возможных, которое заранее не определено и может непредсказуемо изменяться.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данное учебное пособие содержит сведения о принципах построения САУ, классификации САУ, структуре и основных элементах САУ. Рассматриваются линейные САУ и их основные динамические звенья и критерии устойчивости линейных систем. Кроме того, в пособии представлены методы построения цифровых САУ и описаны некоторые системы радиоавтоматики.

Последовательное изложение учебного материала, наличие примеров и рисунков должно способствовать лучшему усвоению студентами дисциплины "Основы автоматики и САУ".Учебное пособие рекомендовано студентам радиотехнических специальностей при изучении лекционного материала, в курсовом проектировании и в лабораторном практикуме, а также аспирантам, преподавателям и инженерно-техническим работникам, занятым проектированием и исследованием систем радиоавтоматики.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Советов С.Я. Системы автоматического управления. - М.: Высш. шк., 2008. - 365 с.

2. Лачин В.И. Теория автоматического управления. Учеб. Пособие. – Ростов н/Д.: Феникс, 2007. - 469 с..

3. Дорф Д. Современные системы управления.- Москва: БИНОМ, 2006.- 427 с.

4. Ефимов М.В. Теория автоматического управления: Учеб. пособие.- М. : Изд-во МГУП , 2006.- 234 с.

5. Гальперин М.И. Автоматическое управление. Учеб. для вузов. М.: Высш.шк., 2002.- 360 с.

6. Корячко В. П. Микропроцессоры и микроЭВМ в радиоэлектронных средствах: Учеб. для вузов по спец. “Конструирование и технология РЭС”. - М.: Высш. шк., 1990. - 407 с.

7. Коновалов Г. Ф. Радиоавтоматика. - М.: Высшая школа, 1990. - 317 с.

8. Вейцель В.А. Радиосистемы управления”. - М.: Дрофа, 2005. - 416 с.

9. Солодовников В.В. Теория автоматического управления техническими системами: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ, 1993. - 492 с..

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 1

Таблица 2 – Законы регулирувания

№	Наименование закона	Передаточная функция
1	П - пропорциональный	W(p)=k0
2	ПД1 - пропорционально-диф- ференциальный с воз- действием по 1-ой производной	W(p)=k0+k1р
3	ПД2 - пропорционально-диф- ференциальный с воз- действием по 1-ой и 2-ой производным	W(p)=k0+k1p+k2p2
4	ПИ - пропорционально- интегральный	W(p)= k0+b1/p
5	ПИД- пропорционально-инте- гродифференциальный	W(p)= k0+k1p+b1/p

Таблица 3

Таблица 4

Приложение Б

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Студенты заочной формы обучения выполняют контрольную работу. На установочных занятиях преподаватель выдаёт индивидуальное задание в соответствии с номер зачётной книжки студента. В ходе плановых консультаций студент и самостоятельной работы студент выполняет контрольную работу, оформляет отчёт и до начала сессии защищает контрольную работу.

Тема контрольной работы «Анализ аналоговой САР»

Структурная схема САР с последовательным корректирующим устройством и корректирующей обратной связью приведена на рис. 1. В качестве исполнительного устройства (ИУ) выбрано широко распространенное в САР инерционное звено, имеющее как механические, так и электрические эквиваленты.

Общая передаточная функция САР, разомкнутой в месте измерения ошибки, имеет вид

W_у(p) W_u(p)

W(p)= W_k(p)

1+W_у(p)W_ос(p)K (1)

где W_у(p)-передаточная функция регулятора (закон регулирования); W_k(p) и W_ос(p) - передаточные функции последовательного корректирующего звена и корректирующего звена в цепи обратной связи соответственно; W_u(p)- передаточная функция объекта регулирования - инерционного звена.

В последующих расчетах следует принять

W_u(p)=B_u/p , (2)

где B_u - заданная константа.

В индивидуальном задании студенту, по указанию преподавателя, может быть задано использование только одного корректирующего звена - ПКУ или ОС.

Задание 1. Для заданного типа корректирующего фильтра W_k(p) или W_ос(p) при заданных параметрах рассчитать переходную функцию h(t) и импульсную переходную функцию g(t) корректирующего звена. По полученным данным построить графики функций h(t) и g(t).

Задание 2. Для заданных:

• вида закона регулирования

• типа корректирующего фильтра

• способа подключения корректирующего звена – последовательного или с обратной связью

• параметров схемы

определить передаточную функцию САР W(p), рассчитать переходную функцию h(t) и импульсную переходную фуннкцию g(t) для САР. Построить графики h(t) и g(t).

При выполнении контрольных заданий воспользоваться формулами:

t _{_-1} W(p) _-1

h(t)=  g(t) dt = L p , L - обратное

0

преобразование Лапласа.

Для нахождения h(t) необходимо воспользоваться таблицами обратного преобразования Лапласа.

Приложение В

Примерные тестовые задания

Задания	Варианты ответов
Уменьшение масс и габаритов элементов и систем автоматики является одним из направлений развития радиотехники?	Да, является Нет, это принципиально неверно Нет, это не нужно для практического применения Нет, это невозможно реализовать на практике
К чему сводится функционирование системы АСН?	1. К непрерывному устранению рассогласования между линией цели и равносигнальным направлением пеленгационного устройства 2. К последовательному сканированию пространства 3. К излучению модулированных колебаний 4. К приему радиоизлучений в широком спектре частот
При какой характеристике полета цели наблюдается наименьшая динамическая ошибка сопровождения в системе АСН?	1 . Маловысотная цель 2. Маневрирующая цель 3. Приближающаяся цель 4. Высотная низкоскоростная прямолинейно летящая цель
Использование микропроцессор­ных средств в автоматических управляющих устройствах явля­ется одним из направлений раз­вития радиоавтоматики?	1. Нет, это принципиально неверно 2. Да, является 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
Назначение системы АРУ радио­приемного устройства	I . Для поддержания значения промежуточной частоты вблизи заданного значе­ния при изменении входного сигнала 2. Для поддержания (стабилизации) значения напряжения выходного сигнала РЧ ГС вблизи некоторого номинального значения (напряжения задержки) при изменении входного сигнала в широком динамическом диапазоне 3. Для поддержания значения напряжения задержки на заданном уровне в зависимости от изменения входного сигнала 4.Для поддержания значения напряжения задержки на заданном уровне
При каком характере полета пели возникает наибольшая динамическая ошибка сопровождения в системе АСН?	1 . Высотная цель 2. Прямолинейно летящая цель 3. Удаляющаяся цель 4. Маловысотная высокоскоростная маневрирующая цель
Совершенствование цифровых САУ является одним из направлений раз­вития теории и практики радиоавтоматики?	1. Да, является 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
Каков порядок астатизма системы АСН?	1. Нулевой 2. Первый 3. Второй 4. Третий
Определить передаточную функ­цию по заданной алгоритмиче­ской схеме
При каком значении относитель­ного коэффициента затухания 4 можно достичь минимального времени регулирования в системе АСН?
Разработка и внедрение адап­тивных САУ является одним из направлений развития радиоавтоматики?	1 . Да, является 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
Каков порядок астатизма систе­мы АРУ?	1.Нулевой 2. Первый 3. Второй 4. Третий
Определить передаточную функцию по заданной алгорит­мической схеме
Зависит ли время регулирова­ния в системе АСН от значения коэффициента преобразования системы по скорости?	1. Не зависит 2. Зависит 3. Не зависит при больших значениях коэффициента преобразования 4. Не зависит при малых значениях коэффициента преобразования
Разработка и внедрение опти­мальных САУ является одним из направлений развития радиоав­томатики?	1. Да, является 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
Порядок астатизма системы АПЧ	1.Нулевой 2.Первый 3.Второй 4.Третий
Определить по критерию Найквиста устойчивость линейной САУ	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определить передаточную функ­цию по заданной алгоритмиче­ской схеме
Зависит ли время регулирования системы АПЧ при небольших начальных расстройках от на­чального отклонения сигнала?	1. Не зависит 2. Зависит 3. Зависит при больших значениях коэффициента передачи 4. Зависит при малых значениях коэффициента передачи
Может ли минимум времени ре­гулирования являться критерием оптимальности автоматических систем?	1. Да, может 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
К какому классу по алгоритму функционирования относится система АСН?	1. К дешевым системам 2. К неустойчивым системам 3. К большим системам 4. К следящим системам
Определить по критерию Найквиста устойчивость линейной САУ	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определить значение сигнала на выходе устройства
Время регулирования системы АПЧ при больших начальных расстройках зависит от начально­го отклонения сигнала?	1 . Не зависит 2. Зависит 3. Зависит при больших значениях коэффициента передачи 4. Зависит при малых значениях коэффициента передачи
Может ли минимум ошибки ре­гулирования являться критерием оптимальности автоматических систем?	1. Да, может 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
К какому классу по алгоритму функционирования относится система АПЧ?	1 . К дорогостоящим системам 2. К неустойчивым системам 3. К большим системам 4. К следящим системам
Определить значение сигнала на выходе устройства
Время регулирования системы АРУ зависит от значения порого­вого напряжения задержки?	1. Не зависит 2. Зависит 3. Зависит при больших значениях напряжения задержки 4. Зависит при малых значениях напряжения задержки
Повышение уровня надежности элементов и снегом автоматики является одним из направлений развития теории и практики ав­томатических систем?	1 . Да, является 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
К какому классу по алгоритму функционирования относится система АРУ?	1 . К большим системам 2, К неустойчивым системам 3, К комбинированным системам 4. К дорогостоящим системам
Определить по критерию Найквиста устойчивость линейной САУ	1. Всегда неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определить значение сигнала на выходе устройства
Наблюдается ли зависимость вре­мени регулирования системы АРУ от значения постоянной времени ФНЧ?	1 . Не зависит ни при каких условиях 2. Зависит 3. Не зависит при малых значениях постоянной времени ФНЧ 4. Не зависит при больших значениях постоянной времени ФНЧ
Уменьшение массы и габаритов элементов и систем автомати­ки является одним из направле­ний развития теории и практики автоматических систем?	1 . Да, является 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
Что вычисляется по формуле ?	1 . Импульсная переходная функция 2. Задающее воздействие 3. Выходная величина системы 4. Ошибка регулирования .
Определить значение сигнала па выходе устройства
Выходное напряжение РЧТС ра­диоприемного устройства зависит от значения порогового напряже­ния задержки системы АРУ?	1. Не зависит ни при каких условиях 2. Зависит 3. Не зависит при малых значениях напряжения задержки 4. Не зависит при больших значениях напряжения задержки
Использование микропроцессор­ных средств в автоматических управляющих устройствах явля­ется одним из направлений раз­вития теории и практики автоматических систем?	1 .Да, является 2. Нет, это принципиально неверно 3. Нет, это не нужно для практического применения 4. Нет, это невозможно реализовать на практике
Каков порядок астатизма системы АРУ?	1. Нулевой 2. Первый 3. Второй 4. Третий
Определить устойчивость линейной САУ с характеристическ4им уравнением 5р 3 + 3р 2 – р + 1 = 0 по критерию Гурвица	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определить устойчивость линейной САУ с характеристическ4им уравнением 3р 2 –2 р + 1 = 0 по критерию Гурвица	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р-1)( р 2 +1)(р - 3) = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р-1)( р 2-1)(р - 3) = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р-1)( р 2 +1)(р + 3)р = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р-1)( р 2 +1)(р2 -3) = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р+1)( р +1)(р + 3) = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р-1)( 3р 2 +1)(р + 3) = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Определите устойчивость САУ по корням характеристического уравнения (р+1)(4 р 2 +1)(р + 3) = 0	1. Неустойчива 2. На границе устойчивости 3. Устойчива 4. Нет необходимых исходных данных для решения задачи
Для звена САР, описываемого дифференциальным уравнением где х(t) – входное воздействие, у(t) – выходное (управляющее) воздействие, определить передаточную функцию где оператор L – преобразование Лапласа.	1. к/p 2. 1/p 3. p 4. kp
Для звена САР, описываемого дифференциальным уравнением где х(t) - входное воздействие, у(t) - выходное (управляющее) воздействие,составить разностное уравнение, описывающее дискретную САР с указанным аналоговым прототипом.	1. у(п+1) = у(n) + к Δt х(п+1) 2. y(n+1)=(k/Δt)[x(n+1)-x(n)] 3. у(n+1) = [k/(1+ Т/Δt)]х(n+1) + (Т/Δt)у(n) 4. у(n+1) = [(кТ/Δt)+1] х(n+1) - (кТ/Δt) х(n)
Для звена САР, имеющего передаточную функцию К(р) = к (Тр + 1), где х(t) и у(t) - соответственно входное и выходное воздействия для звена САР; оператор L[.] - преобразование Лапласа; составить дифференциальное уравнение, соответствующее данному звену.	1. 2. 3. k 4.
Какой Z-передаточной функции соответствует функциональная схема дискретного звена САР	1.W(Z) = (к/Δt)(1-Z-1) 2. W(Z) = [к/ (1+ Т/Δt)] / [1 - (Т/Δt) Z-1] 3. W(Z)= [(к /Δt) +1] - [(к /Δt) Z-1] 4. W(Z) = [к/ [1 - (Т/Δt) Z-1]
Какой передаточной функции соответствует комплексный коэффициент передачи К(jω) = к/(1+Т2 ω2) -jТω/(1+Т2 ω2)	1. К(р) = к/(Тр+1) 2. К(р) = к/р 3. К(р) = кр 4. К(р) = к(Тр+1)
Какое звено САР имеет передаточную функцию К(р) = к/р?	Интегрирующее Дифференцирующее Инерционное апериодическое Форсирующее
При построении асимптотической ЛАХ какое звено меняет угол наклона характеристики на +20 дБ/дек?	Интегрирующее Дифференцирующее Инерционное апериодическое Форсирующее
Какое звено САР имеет годограф в виде положительной части мнимой оси комплексной плоскости?	Интегрирующее Дифференцирующее Инерционное апериодическое Форсирующее
Какое звено САР имеет переходную характеристику	Интегрирующее Дифференцирующее Инерционное апериодическое Пропорциональное Форсирующее Колебательное
Частотные характеристики - это зависимости, связывающие амплитуду и _____________ выходного сигнала с частотой входного сигнала, называются.
Частотные характеристики - это зависимости, связывающие _____________ и фазу выходного сигнала с частотой входного сигнала
Частотный анализ - это анализ _____________ характеристик системы с целью исследования ее динамических свойств.
Чувствительный элемент– это часть САУ, которая преобразует ___________ величину в пропорциональную ей величину, удобную для использования в САУ.
Экстремальные системы - это системы, в которых требуется, чтобы выходная величина всегда принимала _____________ значение из всех возможных, которое заранее не определено и может непредсказуемо изменяться.
Отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления техническими процессами называется ____________________.
Автоматическое управление – это управление объектом с помощью технических средств	С применением ЭВМ В интерактивном режиме Без участия человека
Системы, в которых предусмотрена возможность автоматической перенастройки параметров или изменения принципиальной схемы САУ с целью приспособления к изменяющимся внешним условиям называются	1.Адаптивные 2. Оптимальные 3. Программные 4. Следящие
Время от момента воздействия до момента времени, начиная с которого колебания управляемой величины не превышают 5% установившегося значения называют	Постоянная времени Время переходного процесса Время корреляции Время запаздывания
Время от момента воздействия до момента времени, когда достигнуто 63% от установившегося значения называют	1. Постоянная времени Время переходного процесса Время корреляции 4. Время запаздывания
Возмущением называется величина, подаваемая на второй вход звена. Она отражает влияние на выходную величину изменений окружающей среды, нагрузки и т.п. и обозначается	g(t) x(t) f(t) y(t) u(t)
Ошибка САУ обозначается	g(t) x(t) f(t) y(t) u(t)
Задающее воздействие обозначается	g(t) x(t) f(t) y(t) u(t)
Управляющее воздействие в САУ обозначается	g(t) x(t) f(t) y(t) u(t)
Выходной сигнал САУ обозначается	g(t) x(t) f(t) y(t) u(t)
Переходная и _________________ переходная характеристики называются временными характеристиками.
_________________ обратная связь (ОС) - это связь выхода ОУ с его входом.
Если W(j ) изобразить вектором на комплексной плоскости, то при изменении от 0 до + его конец будет вычерчивать кривую, называемую ____________вектора W(j ), или амплитудно - фазовую частотную характеристику (АФЧХ)
Декада - это интервал частот , отличающихся друг от друга в ____ раз, обычно принимают за единицу логарифмического масштаба частот масштаба частот.
Децибел – это ______бела, бел – логарифмическая единица, которая соответствует десятикратному увеличению мощности.
_____________ режим - основной режим работы САУ, характеризующийся протеканием в ней переходных процессов.
Динамическое звено - это звено САУ с известной ___________ функцией. Оно изображается прямоугольником, внутри которого записывается выражение передаточной функции
Закон управления – это алгоритм формирования наиболее целесообразного сигнала управления (управляющего воздействия), который должен обеспечить требуемую ___________, устойчивость и качество процесса управления.
Запас устойчивости по ____________ характеризует удаление годографа АФЧХ разомкнутой САУ от критической точки в направлении вещественной оси и определяется расстоянием h от критической точки до точки пересечения годографом оси абсцисс
Импульсная переходная характеристика описывает реакцию системы на ____________ импульсное воздействие при нулевых начальных условиях.
Импульсная переходная характеристика описывает реакцию системы на единичное импульсное воздействие при __________ начальных условиях
Интегральные критерии позволяют судить о качестве управления путем вычисления _________________ от некоторых функций управляемой величины.
Качество управления - это степень удовлетворения совокупности требований к форме кривой _______________процесса, которая определяет пригодность системы для конкретных условий работы.
Для того, чтобы САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы все ______ диагональных миноров определителя Гурвица были положительны.
Критерий __________: для того, чтобы САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы все n диагональных миноров определителя были положительны.
Критерий Гурвица: для того, чтобы САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы все n диагональных миноров определителя Гурвица были	Отрицательны Равны Положительны Вещественнными
Критерий _____________– САУ будет устойчива, если вектор D(j ) при изменении частоты от 0 до + повернется на угол n /2, годограф устойчивой САУ начинается на положительной полуоси, так как D(0) = an, и последовательно проходит против часовой стрелки n квадрантов комплексной плоскости, уход в бесконечность в n - ом квадранте
Критерий Михайлова – САУ будет устойчива, если вектор D(j ) при изменении частоты от 0 до + повернется на угол n /2, годограф устойчивой САУ начинается на ______________ полуоси, так как D(0) = an, и последовательно проходит против часовой стрелки n квадрантов комплексной плоскости.
Критерий устойчивости Найквиста: если _____________САУ неустойчива и имеет g правых корней, то для того, чтобы замкнутая САУ была устойчива необходимо и достаточно, чтобы вектор F(j ) при изменении от 0 до + охватывал начало координат в положительном направлении g/2 раз, то есть АФЧХ разомкнутой САУ должна охватывать g/2 раз точку ( - 1, j0).
_________________ уравнений динамики - это процесс преобразования нелинейных уравнений в линейные.
_______________ САУ – это система, во всех звеньях которой выходной сигнал изменяется плавно при таком же изменении входного сигнала.
_______________система непрерывно удаляется от равновесного состояния или совершает вокруг него колебания с возрастающей амплитудой.
Корни операторного коэффициента передачи, при которых K(p) = 0 и W(p) = 0 называют _____________ передаточной функции
______________________ коэффициент передачи – это числитель K(p) = bopm + b1pm - 1+ ... + bm характеристического полинома.
Операторный коэффициент передачи – это __________________ K(p) = bopm + b1pm - 1+ ... + bm характеристического полинома.
Параллельно - ___________ соединение – соединение, при котором звено охвачено положительной или отрицательной обратной связью.
Параллельно - ________________ соединение – соединение, при котором на вход каждого звена подается один и тот же сигнал, а выходные сигналы складываются
Параллельно - согласное соединение – соединение, при котором на вход каждого звена подается один и тот же сигнал, а выходные сигналы _____________________.
_________________ функция САУ определяет отношение выходной величины звена к входной в каждый момент времени: W(p) = y(t)/u(t), поэтому ее еще называют динамическим коэффициентом усиления.
Передаточная функция САУ определяет отношение выходной величины звена к входной в каждый момент времени: W(p) = y(t)/u(t), поэтому ее еще называют ___________________ коэффициентом усиления.
Перерегулирование - это максимальное отклонение управляемой величины от ______________________ значения, выраженное в относительных единицах
Переходная характеристика – это зависимость изменения выходной величины системы от времени при подаче на ее вход ______________ ступенчатого воздействия при нулевых начальных условиях.
Переходная характеристика – это зависимость изменения ___________ величины системы от времени при подаче на ее вход единичного ступенчатого воздействия при нулевых начальных условиях.
Показатель ________________ - это отношение максимального значения АЧХ замкнутой САУ к ее значению при = 0
Показатель колебательности - это отношение _______________ значения АЧХ замкнутой САУ к ее значению при = 0
Полюса передаточной функции это __________ характеристического полинома, то есть значения p, при которых знаменатель D(p) обращается в ноль, а W(p) стремится к бесконечности.
______________ соединение – соединение, при котором выходная величина предшествующего звена подается на вход последующего
Принцип ________________ применяют, если возмущающий фактор искажает выходную величину до недопустимых пределов.
Принцип ________________: реакция системы на несколько одновременно действующих входных воздействий равна сумме реакций на каждое воздействие в отдельности.
Принцип суперпозиции: реакция системы на несколько одновременно действующих входных воздействий равна _____________ реакций на каждое воздействие в отдельности.
Принцип _________________ заключается в том, что управляющее воздействие корректируется в зависимости от выходной величины y(t). И уже не важно, какие возмущения действуют на ОУ. Если значение y(t) отклоняется от требуемого, то происходит корректировка сигнала u(t) с целью уменьшения данного отклонения.
Принцип _________________ управления состоит в том, что программа управления жестко задана ЗУ; управление не учитывает влияние возмущений на параметры процесса.
__________________ схема показывает принцип действия данной конкретной САУ, состоящей из конкретных технических устройств.
______________системы - это системы, в которых обеспечивается изменение управляемой величины в соответствии с программой, формируемой ЗУ.
Регулированием называется процесс установления требуемого значения _________________ величины САУ.
______________ называется процесс установления требуемого значения управляемой величины САУ.
_______________________ САУ способны изменять свои параметры при изменении внешних условий.
_______________________ САУ способны накапливать и обрабатывать информацию и на основе этого опыта совершенствовать свою структуру и способы управления.
Системы ____________ - это системы, в которых обеспечивается неизменное значение управляемой величины при всех видах возмущений, т.е. y(t) = const.
____________ системы - это системы, которые отличаются от программных лишь тем, что программа y = f(t) или y = f(x) заранее неизвестна. В качестве ЗУ выступает устройство, следящее за изменением какого-либо внешнего параметра.
________________ошибка eуст = y0 - yуст = -hуст - это разность между предписанным и действительным значением управляемой величины в установившемся режиме.
Статическая ошибка eуст = y0 - yуст = -hуст - это разность между предписанным и действительным значением управляемой величины в ________________ режиме.
_______________ схема САУ- это схема САУ, составленная из динамических звеньев.
____________ входные воздействия используют для оценки динамических свойств системы и отдельных звеньев, реакции САУ на эти воздействия наиболее полно отражают особенности реальных возмущений.
_____________объектом – это воздействие на него в целях достижения требуемых состояний или процессов.
Управляющее воздействие - это воздействие, прикладываемое с целью поддержания требуемых значений_____________ величины.
Условие устойчивости систем по ______________ формулируется так: в устойчивой системе свободная составляющая решения уравнения динамики, записанному в отклонениях, должна стремиться к нулю, то есть затухать.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 3

1. Основные понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 3

1.1. Структура САУ . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 4

1.2. Классификация САУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

1.3. Программы и законы управления. . . . . . . . . . . . . . . 11

1.4. Основные элементы автоматики . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.5. Статические характеристики элементов САУ. . . . 14

1.6. Динамические характеристики элементов. . . . . . . .17

2. Линейные динамические звенья САУ и их

характеристики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

2.1. Основные характеристики ЛДЗ . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2. Временные и частотные характеристики . . . . . . . . .22

2.3. Основные типы ЛДЗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.4. Способы соединения звеньев САУ . . . . . . . . . . . . . .39

3. Устойчивость линейных систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.1. Понятие устойчивости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.2. Математическая постановка задачи. . . . . . . . . . . . . .43

3. Оценка устойчивости САУ по корням характеристического уравнения . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4. Алгебраические критерии устойчивости . . . . . . . . . 49

3.5. Частотные критерии устойчивости САУ . . . . . . . . . 51

4. Цифровые системы автоматики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.1. Определение дискретной системы.

Разностные уравнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

4.2. Методы математического описания

дискретных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

4.3. Прохождение непрерывного сигнала через

цифровое вычислительное устройство. . . . . . . . . . . 61

4.4. Z – преобразование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

4.5. Некоторые свойства Z-преобразования . . . . . . . . ...69

4.6. Z-передаточная функция дискретной системы. . . . .71

4.7. Синтез дискретных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.8. Простейшие дискретные линейные системы

и цифровые фильтры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

5. Описание систем радиоавтоматики. . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

5.1. Системы частотной автоподстройки . . . . . . . . . . . . . 84

5.2. Системы фазовой автоподстройки. . . . . . . . . . . . . . . . 92

5.3. Системы слежения за временным положением

импульсного сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

5.4. Угломерные следящие системы. . . . . . . . . . . . . . . . .110

5.5. Обобщенные функциональные и структурные

схемы радиотехнических следящих систем . . . . . . .112

5.6. Системы автоматической регулировки усиления. . . 118

6. Содержание учебной дисциплины ………………………. 123

7. Исследование динамических характеристик систем

автоматического регулирования. Лабораторный

практикум …………………………………………………..127

7.1. Общие указания………………………………………127

7.2. Лабораторная работа №1 . . . . . . . . . . . . . . . . ………129

7.3. Лабораторная работа №2 . . . . . . . . . . . . . . . . …… ..135

7.4. Лабораторная работа №3 . . . . . . . . . . . . . . . . …… .142

7.5. Лабораторная работа №4 . . . . . . . . . . . . . . . . …… .154

8. Синтез дискретной САР на основе аналогового

прототипа. Курсовая работа . . . . . . . . . . . . . . . . …… .. ... 182

9. Глоссарий . . . . . . . . . . . . . . . . ……………………………..175

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

Приложение А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………………….187

Приложение Б . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………………….190

Приложение В. Примерные тестовые задания …………….192

Учебное издание

Самойленко Наталья Эдуардовна

Антиликаторов Александр Борисович

Основы автоматики и системы

автоматического управления:

Учебно-методический комплекс

В авторской редакции

Компьютерный набор Н.Э. Самойленко

Подписано к изданию 21.12.2010.

Уч. - изд. л.

ГОУВПО «Воронежский государственный технический

университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14

231