- •Оглавление
- •Предисловие
- •В ведение
- •Лекция 1 основные понятия и определения теории информации, информатики и кибернетики. Принципы построения и классификации сар.
- •1.1 Основные понятия и определения теории информации,
- •Информатики и кибернетики
- •1.2 Процесс передачи информации в системах связи
- •1.3. Принципы построения сар
- •1.4. Схема сар с одной регулируемой переменной
- •1.5. Классификация сар
- •1.6. Статическое и астатическое регулирование
- •Лекция 2. Основные технические требования, предъявляемые к сар. Системы автоматического управления. Проблема управления. Примеры сар и сау
- •2.1. Основные технические требования предъявляемые кСар
- •2.2. Виды типовых воздействий
- •1. Единичный скачок
- •3. Для следящих систем.
- •5. Гармонический входной сигнал:
- •2.3. Переходные процессы
- •3) Статическое отклонение max;
- •2.4. Системы автоматического управления
- •3.2. Методика составления дифференциальных уравнений
- •3.3. Передаточные функции сар
- •Лекция 4. Частотные характеристики сар. Реакция сар на произвольный входной сигнал
- •4.1. Частотные характеристики сар
- •4.2. Переходной процесс
- •4.3. Вынужденное движение.
- •4.2. Реакция сар на произвольный входной сигнал
- •Используя определение для смещённого импульса
- •Лекция 5. Типовые звенья сар и их характеристики
- •5.1. Усилительное звено
- •5.2. Апериодическое звено
- •5.3. Колебательное звено
- •Используя следующие соотношения для логарифмических частотных характеристик:
- •Лекция 6. Алгебра передаточных функций сар. Построение и преобразование структурных схем сар. Построение логарифмических характеристик одноконтурных сар
- •6.1. Алгебра передаточных функций
- •Правила переноса точки объема
- •6.3. Правила переноса сумматора
- •6.4. Построение и преобразование структурных схем сар
- •6.5. Построение лачх и лфчх одноконтурных систем
- •6.6. Статические и астатические сар
- •Лекция 7. Устойчивость линейных сар. Аналитические и частотные критерии устойчивости сар: гурвица, михайлова, амплитудно-фазовый, d-разбиений. Запасы устойчивости сар
- •7.1. Устойчивость линейных сар
- •7.2. Алгебраический критерий устойчивости Гурвица
- •7.3. Частотные критерии устойчивости Критерий Михайлова
- •7.4. Амплитудно-фазовый критерий устойчивости ( критерий Найквиста–Михайлова)
- •При возрастании от 0 до
- •Если замкнутая система устойчива, то и, следовательно,
- •7.5. Анализ устойчивости по лах и лфх
- •7.6. Критерий d-разбиения
- •7.7. Запасы устойчивости сар по модулю и фазе
- •Лекция 8. Анализ качества линейных сар. Показатели качества. Частотный метод анализа. Определение добротности. Коэффициенты ошибок сар
- •8.1. Анализ качества линейных сар
- •8.2. Частотный метод
- •8.3. Определение переходных процессов
- •8.4. Определение точности сар
- •Коэффициент ошибок можно вычислить и по передаточной функции ошибки
- •9.1. Синтез линейных сар
- •9.2. Корректирующие Обратные Связи
- •9.3. Построение желаемой лах
- •9.4. Синтез кос
- •9.5. Параллельное корректирующее устройство
- •10.2. Соединения нелинейных звеньев Различают последовательное (рис.93), параллельное (рис. 94) и встречно-параллельное (рис.95) соединения нелинейных звеньев.
- •10.3. Уравнения движения нелинейных ас
- •10.4. Анализ нелинейных систем
- •Метод фазовых траекторий
- •Изображения процессов регулирования на фазовой плоскости
- •Допустим
- •Лекция 11. Анализ и синтез сау при случайных воздействиях. Случайные величины, функции и процессы. Спектральные плотности и корреляционные функции сигналов
- •11.1 Анализ и синтез сау при случайных воздействиях
- •11.2. Случайные величины, функции и стохастические процессы
- •11.3. Характеристики случайных процессов
- •Вычисление s() производится на основании соотношения
- •11.4. Реакция линейной сар на случайный стационарный входной сигнал
- •Также справедливо соотношение
- •12.2. Фильтрация помех
- •Лекция 13. Линейные нестационарные системы. Методы анализа динамики и синтеза структурных схем. Основные принципы построения адаптивных систем
- •13.3. Линейные нестационарные и адаптивные сар
- •13.2. Адаптивные сау
- •13.3. Аналитические и поисковые асау
- •13.4. Асау с эталонной моделью
- •Лекция 14. Дискретные цифровые сау. Математическое описание дискретных систем. Прохождение непрерывного сигнала через цифровую эвм. Передаточные функции дискретных систем.
- •14.1. Дискретные цифровые сау
- •14.2. Математическое описание дискретных систем.
- •14.3. Прохождение непрерывного сигнала через цэвм
- •Предполагаем следующее:
- •Лекция 15.
- •15.2. Свойства z-преобразования
- •15.4. Передаточные функции дискретно–непрерывных систем
- •15.5. Вычисление реакции дискретных сар по z-передаточной функции
- •15.6. Устойчивость дискретных сар
- •Лекция 16. Цифровое управление с помощью микро-эвм. Структуры автоматических мп-систем. Квантование по уровню. Аналоговый вход. Длина слова в мп-системе
- •16.1. Цифровое управление с помощью мп-систем.
- •Разрядность микропроцессора
- •17.2. Дискретизация по времени
13.3. Аналитические и поисковые асау
В аналитических АСАУ контролируемые изменения параметров или входных воздействий осуществляются в результате аналитических вычислений условий экстремума функций, определяющих цель и качество управления.
Н а рис. 135 представлена схема АСАУ, самонастраивающейся по входу.
Рис. 135. Схема АСАУ, самонастраивающейся по входу: где u – полезный сигнал, n – помехи
Система применяется когда помеха n(t) имеет известные статистические характеристики, а u(t) неизвестна.
Оценка собственной переходной функции в аналитических АСАУ k() может производиться с помощью пробных импульсов (рис. 136).
Рис. 136. Оценка собственной переходной функции с помощью пробных импульсов
О k() судят по количеству полупериодов собственных колебаний под действием пробного импульса.
Пробный сигнал в виде белого шума «малого уровня» непрерывно накладывается на основной сигнал управления (рис. 137). В этом случае
Если спектр n(t) более чем в три раза превышает полосу пропускания САУ, то Rn(t-) -функция и Rny() = k().
Рис. 137. Пробный сигнал в виде «малого уровня», накладывающийся на основной сигнал управления
В поисковых АСАУ определение значений контролируемых параметров осуществляется в результате поиска экстремума функционала качества.
13.4. Асау с эталонной моделью
Эталонная модель формирует желаемую реакцию для настраиваемой системы. Устройство адаптации, минимизируя функционал от yc(t) – y(t), изменяет параметры адаптивной системы или вычисляет вспомогательный входной сигнал.
Рис. 138. Схема АСАУ с эталонной моделью
Контрольные вопросы:
Чем нестационарные объекты отличаются от стационарных?
Какие системы называют адаптивными?
Какие методы применяются для решения ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ с переменными параметрами?
Какова основная задача спектрального метода решения ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ с переменными параметрами?
Каково назначение адаптивных систем?
Приведите классификацию адаптивных САУ. Дайте определение классам АСАУ.
Чем замкнутая АСАУ отличается от разомкнутой?
Каков принцип работы АСАУ с эталонной моделью?
Лекция 14. Дискретные цифровые сау. Математическое описание дискретных систем. Прохождение непрерывного сигнала через цифровую эвм. Передаточные функции дискретных систем.
14.1. Дискретные цифровые сау
В дискретных автоматических системах сигналы представляют собой последовательность кратковременных импульсов-квантов.
Квантование – представление непрерывного сигнала его значениями в определенные моменты времени.
Квантование по уровню изображено на рис. 139
Рис. 139. Квантование по уровню
Квантование по времени изображено на рис. 140
Рис. 140. Квантование по времени
К вантование по уровню и времени (ближайшее дискретное значение уровня в дискретный момент времени) показано на рис. 141.
Рис. 141. Квантование по уровню и времени
Рис. 142. Схема импульсов САР
Основное отличие импульсных САР от непрерывных состоит в том, что сигнал ошибки передается на непрерывную часть в дискретные моменты времени (рис. 142). В остальное время САР работает как разомкнутая.