КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Nbsp; Министерство аграрной политики и продовольствия Украины Государственное агентство рыбного хозяйства Украины Керченский государственный морской технологический университет Кафедра «Электрооборудование судов и автоматизация производства»
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ
Конспект лекций
для студентов направления 6.070104 «Морской и речной транспорт»
специальности
«Эксплуатация судовых энергетических установок»
дневной и заочной форм обучения
Керчь, 2012 г.
УДК 681.5
Автор: Дворак Н. М., к.т.н., доцент.
Рецензенты: Безгачин Н. И., к.т.н. доцент; Лубянко В. Н. ст. преподаватель кафедры «Судовые энергетические установки» (СЭУ) Керченского морского технологического университета (КГМТУ).
Конспект лекций рассмотрен и одобрен на заседании
кафедры ЭСиАП КМТИ, протокол № 4 от 18.02.2005 г.
Конспект лекций утвержден на методическом совете КМТИ,
протокол № 6 от 27.02.2006 г.
Конспект лекций рекомендован к переутверждению
на заседании кафедры ЭСиАП КГМТУ,
протокол № 4 от 26.11.2012 г.
Конспект лекций переутвержден на заседании методической
комиссии МФ КГМТУ, протокол № 6 от 06.12.2012 г.
Ó Керченский государственный морской
технологический университет, 2012 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................ ....5
|
|
|
1 Классификация систем автоматического управления. Принципы
автоматического управления…………………………………………………6
1.1 Классификация…………………………………………………………….6
1.2 Принципы автоматического управления........................................ .....6
ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНЫХ САУ................................................................. .....9
2 Линеаризация уравнений элементов САУ. Преобразование Лапласа.
Передаточная функция. Типовые воздействия и реакция на них........ ......9
2.1 Линеаризация дифференциальных уравнений…………………………...9
2.2 Преобразование Лапласа…………………………………………………10
2.3 Передаточная функция……………………………………………………11
2.4 Таблица преобразований Лапласа……………………………………….11
2.5 Типовые воздействия и реакция на них…………………………………12
3 Методы расчёта и построения графиков переходных процессов и
функции веса.......................................................................................... …13
3.1 Примеры расчетов переходных процессов и функции веса……………14
4 Частотные характеристики линейных САУ....................................... …17
5 Типовые звенья САУ.......................................................................... …21
6 Структурные схемы САУ и их преобразования............................... …25
7 Устойчивость линейных САУ.
Определение допустимых настроек САУ............................................. …28
|
|
|
8 Прямые показатели качества САУ. Расчёт ошибок регулирования …32
9 Типовые законы регулирования и их влияние на
показатели качества САУ...................................................................... …35
ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА САУ................................................... …39
10 Датчики частоты вращения.............................................................. …39
11 Динамические характеристики центробежного датчика
частоты вращения.................................................................................. …41
12 Датчики давления.............................................................................. …44
13 Датчики уровня................................................................................. …46
14 Датчики расхода и счётчики количества вещества.......................... …49
15 Датчики температуры....................................................................... …51
16 Датчики перемещения и угла поворота........................................... …54
УСИЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.
17 Гидравлический сервопривод прямого действия............................ …57
18 Гидравлический сервопривод с жесткой обратной связью............ …59
19 Электрический сервопривод............................................................ …60
20 Регулирующие органы расхода....................................................... ....63
СУДОВЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ САУ............................................................. …66
21 Статические характеристики ГД судна............................................ …66
|
|
|
22 Динамические характеристики ГД................................................... …68
23 Переходный процесс ГД без регулятора......................................... …71
24 Структурная схема САУ ГД с регулятором прямого действия.
Уравнение узла с датчиком скорости................................................... …73
25 Полная система уравнений ГД с регулятором прямого действия.. …76
26 Расчёт регуляторной характеристики ГД........................................ …77
27 Анализ устойчивости САУ ГД с регулятором прямого действия.. …80
28 Система дистанционного автоматического управления
главным двигателем (ДАУ ГД).............................................................. …82
29 Обобщенная структурная схема САУ курсом судна.
Показатели качества САУ..................................................................... ....85
30 САУ курсом судна с авторулевым АИСТ в режимах "Простой" и
"Следящий"............................................................................................ …88
31 САУ курсом судна с авторулевым АИСТ в режиме "Автомат"..... …90
32 Анализ САУ курсом судна на устойчивость. Расчёт допустимых
параметров настроек авторулевого...................................................... …92
НЕЛИНЕЙНЫЕ САУ............................................................................ …95
33 Нелинейные САУ. Динамические характеристики элементов
|
|
|
нелинейной САР уровня жидкости....................................................... …95
34. Переходные процессы в двухпозиционной САР уровня жидкости.
Оптимизация настроек САР.................................................................. …98
35 Нелинейные САУ с трёхпозиционным реле.................................... ..100
36 Расчет автоколебаний гармоническим методом.............................. ..103
ИМПУЛЬСНЫЕ САУ............................................................................ ..106
37 Достоинства импульсных САУ. Виды модуляции.
Виды импульсных элементов................................................................ ..106
38 Импульсные регуляторы САУ......................................................... ..109
ОПТИМАЛЬНЫЕ И АДАПТИВНЫЕ САУ......................................... ..113
39 Основные понятия оптимальных САУ............................................. ..113
40 Основные понятия адаптивных САУ............................................... ..116
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................... ..119
ВВЕДЕНИЕ
Современные суда имеют высокую насыщенность средствами автоматизации. С автоматизированными комплексами работают все категории судовых специалистов. Несмотря на то, что обслуживание систем автоматики возложено на судовых электромехаников, при выполнении своей работы они активно используют знания других судовых специалистов: судоводителей, механиков, технологов и др., - которые по роду своей работы лучше знают режимы работы автоматизируемых объектов, могут четче обосновать требования к контролю и качеству их работы. При подобном сотрудничестве всех категорий специалистов необходимо взаимное понимание одними специалистами характера работ и проблем других специалистов. Целью настоящего курса является изучение основ автоматического управления студентами-судоводителями и механиками.
Тематический план
| Тема | Количество часов |
| Теория линейных САУ | 6 |
| Элементы и устройства САУ | 6 |
| Судовые линейные САУ | 6 |
| Нелинейные САУ | 2 |
| Импульсные САУ | 2 |
| Оптимальные и адаптивные САУ | 2 |
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Теория автоматического управления (ТАУ) - это наука о принципах построения и методах расчётов систем автоматического управления (САУ). САУ в самом общем виде имеют следующую структурную схему:
Задатчиком (ЗД) задается желаемый закон изменения сигнала x. Все остальные элементы САУ должны работать так, что бы выходной сигнал y объекта управления (ОУ) изменялся по закону изменения входного сигнала x с заданными показателями качества, такими как ошибка, время регулирования и т.д.
Чувствительный элемент (ЧЭ) преобразует выходной сигнал y объекта управления к виду, в котором представлен сигнал x.
Регулятор (Рег) - ключевой элемент САУ, который выполняет такие преобразования сигнала, при которых обеспечиваются требуемые показатели качества регулирования.
В САУ также обычно используются: усилитель мощности (УМ), исполнительный механизм (ИМ), и регулирующий орган (РО), предназначенные для того, чтобы преобразовывать сигнал регулятора в сигнал, действующий на ОУ, и элемент сравнения (ЭС), описание которого по рис.1.4 дано ниже.
Классификация
Системы автоматического управления (САУ) достаточно разнообразны, однако они поддаются четкой классификации по следующим признакам:
1. По виду уравнений динамики процессов управления: линейные и нелинейные.
2. По закону изменения входного сигнала x:
- системы автоматической стабилизации (x=const); примеры: САР частоты вращения дизеля; САУ курсом судна в режиме "Автомат";
- системы программного управления (закон изменения x заранее известен); пример: САР стерилизации консервов в автоклаве;
- следящие системы (x изменяется по произвольному закону); пример: САУ курсом судна в режиме "Следящий".
3. По виду используемого регулятора:
- линейные, нелинейные, импульсные и цифровые САУ.
4. По общему алгоритму функционирования:
- обычные САУ; оптимальные и адаптивные САУ.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 771; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!