Метою вивчення є формування у здобувачів вищої освіти знань та навичок щодо широкої автоматизації усіх галузей народного господарства, знань теорії автоматичного управління, в якій вивчаються загальні принципи аналізу і синтезу автоматичних систем. Забезпечення швидкої адаптації до умов виробництва й подальшого становлення як компетентних, ініціативних керівників енергетичних служб промислових підприємств.
Четвертий рік. Весна – 4 кредити. Диференційований залік.
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:
- 131БОК3 Фізика
- 131БОК4 Вища математика
- 131БОК6 Інформатика та програмування
- 131БОК22 Електротехніка, електроніка та мікросхемо техніка
- 131БВБ4.1 Програмне забезпечення механічної обробки та технологічні процеси
Перелік дисциплін, для яких курс є передумовою:
- 131БВБ7.1 Верстатне обладнання автоматизованого виробництва
Тема 1.Вступ. Цілі та задачі курсу. Поняття про систему автоматичного регулювання (САР). Класифікація САР.
Задачі курсу. Взаємозв'язок з автоматизацією. Про роль автоматизації урозвитку суспільства. Поняття про об'єкти керування. Класифікація об'єктів керування (стійкі, нейтральні, не стійкі). Поняття про регулювання, регулятор, регульований розмір, вплив (задавальний та збурений), помилку.
Тема 2. Рівняння елементів САР. Передавальні функції САР. Перетворення Лапласа.
Основні принципи регулювання та керування: за відхиленням, за збуренням, комбінований принцип регулювання. Статичне та астатичне регулювання.
Тема 3. Алгебра передавальних функцій.
Функціональні схеми систем автоматичного керування (САК). Основні задачі автоматичного керування та класифікація САК в залежності від виконання задач. Поняття про безперервні та імпульсні САК. Поняття про лінійні та нелінійні САК.
Тема 4. Правила перетворення структурних схем САР. Правило Мейсона.
Диференціальні рівняння та передавальні функції САК.Загальний метод лінеаризації динамічних систем. Диференціальні та передавальні функції елементів та систем автоматичного регулювання. Визначення передавальної функції за диференціальним рівнянням та навпаки.Уявлення САК у вигляді ланцюга, складеного з зв'язаних між собою окремих елементів. Структурні схеми САК. Визначення передавальних функцій послідовно та паралельно з'єднаних ланок. Передавальні функції ланок при охопленні їх зворотними зв'язками. Структурні перетворення.Рівняння та передавальні функції САК при наявності кількох дій. Характеристичні рівняння розімкнених систем.
Тема 5.Часові характеристики САР, їхній зв’язок із передавальною функцією. Показники якості перехідних процесів.
Диференціальні рівняння та передавальні функції САК.Загальний метод лінеаризації динамічних систем. Диференціальні та передавальні функції елементів та систем автоматичного регулювання. Визначення передавальної функції за диференціальним рівнянням та навпаки.Уявлення САК у вигляді ланцюга, складеного з зв'язаних між собою окремих елементів. Структурні схеми САК. Визначення передавальних функцій послідовно та паралельно з'єднаних ланок. Передавальні функції ланок при охопленні їх зворотними зв'язками. Структурні перетворення.Рівняння та передавальні функції САК при наявності кількох дій. Характеристичні рівняння розімкнених систем.
Тема 6. Частотні і логарифмічні частотні характеристики САР, їхній фізичний сенс.Характеристики замкнених систем та процеси в них.
Рівняння замкнених систем відносно зображень та відносно оригіналів. Поняття про імпульсну характеристику системи. Фізичне значення імпульсної функції. Функція Дірака та її властивості. Поняття змушеного та перехідного процесів. Змушена складова перехідного процеса при гармонійному вхідному сигналі.
Тема 7. Типові ланки, з яких складаються неперервні САР. Їхні характеристики. Характеристики типових ланок та їх з'єднань.
Типові ланки, їх імпульсні характеристики та перехідні функції. Частотні характеристики ланок. Побудова логарифмічних амплітудних та фазових частотних характеристик елементарних ланок та їх з'єднань.
Тема 8.Побудова логарифмічних частотних характеристик САР за відомою її передавальною функцією.
Частотні характеристики систем та їх визначення за передавальною функцією. Фізичне розуміння частотної характеристики. Перехідна функція та її взаємозв'язок з імпульсною характеристикою. Визначення імпульсної та перехідної функції по передавальній функції системи.
Тема 9. Поняття про статичні і астатичні САР. Системи точного відтворення. Системи стабілізації.
Стійкість САК.Поняття про стійкість лінійних систем. Зв'язок стійкості лінійних систем з імпульсною характеристикою та коренями характеристичного рівняння. Критерії стійкості Гурвіца, Рауса. Критерій стійкості Найквіста.Аналіз стійкості за логарифмічними характеристиками. Поняття про граничний коефіцієнт підсилення.
Тема 10 Стійкість САКОснови теорії синтезу.
Постановка задачі синтезу. Оптимальні передавальні функції систем.
Тема 11 Основи теорії синтезу.Синтез послідовних коригуючих пристроїв.
Синтез бажаної логарифмічної частотної характеристики (низькочастотної середньочастотної та високочастотної). Синтез послідовних коригуючих пристроїв та методи їх втілення.
Лабораторне заняття № 1. Математичний опис і передавальні функції елементів лінійних неперервних САР.
Лабораторне заняття № 2. Перетворення структурних схем САР.
Лабораторне заняття № 3. Визначення передавальної функції САР із застосуванням правила Мейсона.
Лабораторне заняття № 4. Визначення логарифмічних частотних характеристик САР, що складаються з довільної сукупності типових ланок.
Лабораторне заняття № 5. Дослідження відпрацьовування статичними та астатичними САР керуючого та збурюючого впливів.
Лабораторне заняття № 6. Оцінка стійкості САР за критерієм Гурвіца.
Лабораторне заняття № 7. Побудова логарифмічних частотних характеристик САР за відомою її передавальною функцією.
Базова
- Попович М.Г., Ковальчук О.В. Теорія автоматичного керування. Підручник. – К: Либідь, 2017. – 656с.
- Ярмуш О.В., Редько М.М. Інформатика і комп’ютерна техніка: Навч. посібник. – К.: Вища освіта, 2018.– 359 с.
- Дибкова Л.М. Інформатика та комп’ютерна техніка. Навч. посібник. – К.: Академія, 2019. – 416 с.
- Пушкар О.І. Інформатика. Комп’ютерна техніка. Комп’ютерні технології. Київ, ”Академія”, 2016.
Допоміжна
- Галай М.В. Теорія автоматичного керування: неперервні та дискретні системи. Навч. пос-к. – Полтава, 2005. – 454с.
- Галай В.М. Теорія цифрових систем автоматичного керування: навчальний посібник. –Полтава: ПолтНТУ, 2009. –131 с.
- Елементи автоматизованого електропривода / Н.Г. Попович, В.А. Гаврилюк, О.В. Ковальчук, В.І. Теряєв. – К.: УМК ВО, 2016. – 260 с.