МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НУ « ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» До друку дозволяю Перший проректор Г.В. Стадник МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОГО ВИВЧЕННЯ КУРСУ "ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ" Для студентів – екстернів спеціальності «Комп’ютеризовані системи автоматики» ПЕРЕДМОВА Теорія автоматичного керування (ТАК) – наукова дисципліна, предметом вивчення якої є процеси, що відбуваються в системах автоматичного керування (САК). Завданнями курсу є: - вивчення функцій, які виконують у САК окремі пристрої і елементи; - виявлення загальних закономірностей функціонування САК в цілому; - розробка на основі вищевказаних закономірностей методів аналізу існуючих і синтезу нових САК. Рішення цих завдань проводиться з використанням: - теорії диференціальних рівнянь; - операційного вирахування (перетворення Лапласа); - спектрального аналізу (перетворення Фур'є); - математичного моделювання. Вивчати матеріал курсу рекомендується в порядку, наведеному в дійсних методичних вказівках. Після вивчення кожної теми необхідно розібратися з рішенням типових завдань, наведених у вказівках, і відповісти на контрольні питання. 1. Основні поняття ТАК Предмет і завдання курсу. Сутність автоматичного керування. Предмет і завдання курсу. Місце ТАК в системі наук. Основні визначення. Завдання автоматичного керування. Принципи автоматичного керування. Види впливів на САК. Режими роботи САК. Вимоги до САК. Класифікація САК. Узагальнена функціональна схема САК. ТАК є теоретичною основою технічної кібернетики - напрямку кібернетики, що займається вивченням технічних систем. Сама ж кібернетика (з грецьк.– мистецтво керування) є наукою про керування, зв'язок і переробку інформації Основними об'єктами дослідження в кібернетиці є кібернетичні системи (КС). Особливістю цих систем є те, що їх розглядають абстрактно, тобто безвідносно від їхньої реальної природи. Абстрактну КС представляють у вигляді сукупності взаємозалежних об'єктів - елементів системи, здатних запам'ятовувати та переробляти інформацію, а також обмінюватися нею з іншими елементами та зовнішнім світом. Одним з найбільш прогресивних напрямків у загальному розвитку науки й техніки є заміна операцій людини в процесах керування функціонуванням певних технічних пристроїв, тобто автоматизація таких процесів. При цьому все більшого значення набуває автоматичне керування, під яким мається на увазі здійснення певних керуючих впливів на заданий об'єкт, необхідних і достатніх для його цілеспрямованого функціонування із заданою точністю без особистої участі людини. Найбільш загальними, що лежать в основі всієї термінології ТАУ визначеннями є наступні поняття: алгоритм, алгоритм функціонування, об'єкт керування, алгоритм керування, керування, автоматичний керуючий пристрій, система автоматичного керування. Алгоритмом називають сукупність приписань, що встановлюють кінцеву послідовність певних дій, виконання яких приводить до кінцевого результату. Алгоритм функціонування – це сукупність приписань, що ведуть до правильного виконання технічного процесу у пристрої або в сукупності пристроїв (системі). Наприклад, алгоритм функціонування генератора змінного струму, призначеного для перетворення теплової енергії в електричну, часто формулюється у вигляді - забезпечення сталості параметрів напруги
та частоти
, тобто
і
. У ТАК алгоритм функціонування вважається заданим. Об'єкт керування (ОК) – це пристрій (або сукупність пристроїв), що здійснює технічний процес і потребує спеціально організованих впливів ззовні для забезпечення свого алгоритму функціонування. Алгоритм керування – це сукупність приписань, що визначають характер впливів на ОК з метою забезпечення його алгоритму функціонування. Керування - процес виконання впливів на ОК відповідно до алгоритму керування. Автоматичний керуючий пристрій (АКП) – це пристрій, що здійснює без участі людини процес керування. Система автоматичного керування (САК) – сукупність ОК і АКП, взаємодіючих між собою з метою забезпечення заданого ал...