Программа дисциплины по кафедре Автоматики и системотехники Теория автоматического управления

Содержание

Время выполнения работы – 6 часа

2. Блоки каких разделов библиотеки Simulink должны обязательно присутствовать в блок –схеме любой S- модели
   
3. Каково основное предназначение блоков раздела Continuous библиотеки Simulink?
   
4. Каково основное предназначение блоков раздела Source библиотеки Simulink?
   
5. Каково основное предназначение блоков раздела Sinks библиотеки Simulink?
   
6. Каково основное предназначение блоков раздела Math Operations библиотеки Simulink?
   
7. Блоки какого раздела библиотеки Simulink обеспечивают пользователю возможность создавать собственные блоки?
   
8. Что такое подсистема и как ее создать?
   
9. В чем заключаются преимущества использования подсистем?
   
10. Как организовать надписи под соединительными линиями структурных схем САУ?
    
11. Как организовать сохранение и вывод на печать блок-схемы S – модели.
    

• Идеальное усилительное (безынерционное ) звено;
  
• Апериодическое (инерционное) звено;
  
• Апериодическое звено второго порядка;
  
• Колебательное звено;
  
• Идеальное дифференцирующее звено;
  
• Инерционное дифференцирующее звено;
  
• Идеальное интегрирующее звено;
  
• Инерционное (реальное) интегрирующее звено.
  

Время выполнения работы – 4 часа

• апериодическое звено первого порядка;
  

• апериодическое звено второго порядка;
  

• колебательное звено;
  

• инерционно-дифференцирующее звено;
  

• изодромное звено;
  

• реальное интегрирующее звено;
  

• интегро-дифференцирующее звено;
  

• неминимально - фазовое звено.
  

1. Как изменяется амплитуда и фаза апериодческого звена первого порядка при изменении частоты от 0 до ?
   
2. Как изменяется амплитуда и фаза апериодческого звена второго порядка при изменении частоты от 0 до ?
   
3. Как изменяется амплитуда и фаза колебательного звена при изменении частоты от 0 до и при ?
   
4. Как изменяется амплитуда и фаза реального интегрирующего звена при изменении частоты от 0 до ?
   
5. Как изменяется амплитуда и фаза интего-дифференцирующего звена при изменении частоты от 0 до ?
   

1. Структурная схема системы;
   
2. Диаграмма Боде для амплитуды и фазы ;
   
3. Значения параметров К, Т ;
   

1. Запишите передаточную функцию и АФХ звена чистого
   

2. Приведите пример физической модели звена чистого
   

3. Как изменяется АЧХ и ФЧХ звена чистого запаздывания при изменении частоты?
   
4. Определите ФЧХ реального интегрирующего звена при
   

• точность;
  
• устойчивость;
  
• качество переходного процесса.
  

• собрать структурную схему в Simulink астатической САУ с выводом на Scope входной и выходной величин для сравнения;
  
• задать вид входного сигнала (ступенчатый или линейно
  

• задать передаточную функцию корректирующего устройства;
  
• определить характер изменения ошибок на выходе в зависимости от изменения параметров системы и порядка ее астатизма и видов входного воздействия.
  

4. Содержание отчета:
   

• функциональная и структурные схемы САУ;
  
• графики переходных процессов и ошибок для различных КУ и параметров системы и видов входных воздействий;
  
• расчеты ;
  
• схемы диаграмм Боде для различных структурных схем САУ;
  
• выводы .
  

1. Общие сведения
   

2. Порядок выполнения работы
   

• собрать структурную схему в Simulink следящей САУ с корректирующим устройством и
  
• с выводом на Scope входной и выходной величин для сравнения;
  
• задать вид входного сигнала (ступенчатый или линейно
  

3. Содержание отчета:
   

• функциональная и структурные схемы следящей САУ;
  
• графики переходных процессов и ошибок для различных К и параметров системы и видов входных воздействий для полной и неполной инвариантности;
  
• расчеты ;
  
• схемы диаграмм Боде для различных структурных схем САУ;
  
• выводы .
  
• 
  

1. Дайте определение инвариантности
   
2. Укажите общность и различие передаточной функции относительно задающего воздействия и для ошибки слежения
   
3. За счет каких количественных параметров обеспечиваются форсирующие свойства корректирующего устройства.
   
4. Правила переноса точки разветвления через сумматор
   

1. Общие сведения
   

• собрать структурную схему в Simulink астатической САУ с включением последовательно интегро-дифференцирующих звеньев и выводом на Scope входной и выходной величин для сравнения;
  
• при построении диаграмм Боде главная обратная связи должна быть разорвана;
  
• подобрать параметры интегро-дифференцрующего звена таким образом, чтобы интегрирующая часть звена была в низкочастотной области, а дифференцирующая в среднечастотной области;
  
• средняя часть линии с наклоном (+20 дб/дек) ЛАЧХ интегро-дифференцирующего звена должна находиться находится в области частоты среза скорректированной САУ;
  
• фазовая характеристика ЛАЧХ должно иметь максимальное опережение по фазе также в области частоты среза скорректированной САУ;
  
• Синтезированная скорректированная система должны быть выполнена таким образом, чтобы были обеспечены заданные показатели качества.
  

1. Представляется функциональная и структурная схемы
   

1. Почему при построении диаграмм Боде главная обратная связь должна быть разорвана ?
   
2. Покажите, как определяется на диаграммах Боде запасы по модулю и фазе?
   
3. Покажите, как соотносятся постоянные времени числителя и знаменателя дифференцирующей и интегрирующих частей интегро-дифференцирующего звена?
   
4. Определите показатели качества по переходной характеристике скорректированной и не скорректированной САУ.
   

1. Общие сведения
   

2. Неединичная обратная связь.
   

3. Введение изодромных звеньев.
   

4. Система с переменной структурой.
   

• введением неединичной обратной связи добейтесь результатов, как при системе с астатизмом первого порядка
  
• Проанализируйте полученные графики переходных процессов при различных параметрах неединичной обратной связи
  
• Введите изодромное звено в прямую цепь системы. Изменением параметров минимизируйте статическую ошибку системы.
  
• Для системы с переменной структурой подберите параметры и порог срабатывания коммутатора, которые обеспечивали минимальное время регулирования, отсутствие перерегулирования и минимальную статическую ошибку системы.
  

• Структурные схемы системы с неединичной обратной связью, изодромным звеном, с переменной структурой;
  
• Графики переходных характеристик, анализ ошибок;
  
• Расчеты параметров анализ показателей качества процессов регулирования;
  

• дать определение изодромного звена;
  
• дать определение неединичной обратной связи;
  
• определить входы и выходы коммутатора;
  
• почему САР с коммутатором нелинейна
  

• записать дифференциальное уравнение системы второго порядка
  
• операторную форму модели
  
• Модель вход-выход нагревательной печи, RC – цепочки и разгона электродвигателя
  
• Характеристическое уравнение
  
• Передаточную функцию
  
• Полную модель движения (вращения) электродвигателя
  
• Дифференциальное уравнение передаточную функцию полной модели движения (вращения) электродвигателя)
  
• Модель поступательного (вращательного) движения материальной точки (уравнение 2-го порядка) и вывод передаточной функции
  

• изобразить структурную схему системы
  
• векторы выхода у и управления u
  
• указать основные каналы и перекрестные связи многоканальной системы
  
• Записать дифференциальное уравнение 2-го порядка возмущенной системы и ее передаточную функцию
  

2. Построение моделей вход – выход
   

• изобразить последовательное соединение блоков
  
• Параллельное соединение блоков
  
• Встречно-параллельное соединение блок с положительной и отрицательной обратной связью
  
• Разомкнутые и замкнутые системы управления
  

• записать уравнение состояния автономной системы в нормальной форме Коши
  
• записать уравнение выхода связывающую выходную переменную системы y(t) с переменными хi(t)
  
• определение вектора состояния
  
• пространства состояния
  

• вывод резольвентной матрицы
  
• передаточная функция
  
• структурная схема модели ВСВ
  
• структурная схема модели ВДВ (частный случай)
  
• примеры векторно-матричных форм моделей
  

• Каноническая (диагональная) форма модели
  
• Каноническая управляемая (фробениусовая) форма модели
  
• Матрицы управляемости
  
• Модель канонической наблюдаемой формы
  

• создание SS – модели
  
• создание TF – модели
  
• Преобразование моделей
  
• Анализ систем
  
• Графики откликов на различные вид воздействий
  

• пример создания подсистем путем группировки блоков
  
• моделирование поведения физического маятника
  
• подсистема внешние моменты сил
  
• основная блок схема
  
• диалоговое окно настройки блока Горизонт, вибрация
  
• установка параметров численного интегрирования
  
• результаты моделирования