Управление техническими системами - Курс лекций

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮАвтоматическое управление широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья Создание условий, гарантирующих требуемое протекание любого процесса, называется управлением, т.е. под управлением понимают такую организацию того или иного процесса, которая обеспечивает достижение определенной цели. Машина, аппарат, агрегат, комплекс машин или система, в которых протекает процесс, подлежащий управлению, называются объектами управления, т.е. это совокупность технических средств, выполняющих данный процесс. Для осуществления цели управления, с учетом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта - управляющее воздействие. Управляющим - называют воздействие, подаваемое на объект с целью изменить ход процесса в соответствии с заданием.Программная АСУ - система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять управляемую величину в соответствии с заранее заданной функцией времени: x(t) ? хз(t) = fп(t) [1.2] Следящая АСУ - система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять управляемую величину в соответствии с заранее неизвестной функцией времени: x(t) ? хз(t) = fc(t) [1.3] По принципу управления различают: · Системы с управлением по разомкнутому циклу; Разомкнутая АСУ - система, в которой не осуществляется контроль управляемой величины, т.е. входными воздействиями ее управляющего устройства являются только внешние (задающее и возмущающее) воздействия. Такие системы применяют для управления сравнительно несложными объектами, характеристики которых достаточно хорошо изучены и для которых заранее известно в каком направлении и на сколько нужно изменить управляющее воздействие при определенном отклонении управляемой величины от заданного значения.Система автоматического регулирования (САР) - совокупность объекта управления и автоматического регулятора, взаимодействующих между собой в соответствии с алгоритмом управления. Автоматическим регулированием называют поддержание значений физических величин на определенном уровне или изменение их по требуемому закону без непосредственного участия человека. Технические устройства, в которых процессы подлежат автоматическому регулированию, называют объектами регулирования. Технические устройства, предназначенные для автоматического регулирования различных величин в объектах, называют автоматическими регуляторами. Вследствие большого разнообразия используемых в технике систем автоматического регулирования, различающихся функциональными возможностями, принципами построения и формой конструктивной реализации, невозможно дать единую классификацию систем автоматического регулирования.Зависимость выходной величины звена от входной в установившемся режиме называют статической характеристикой. Такой режим работы является следствием воздействия на систему непрерывно и случайно изменяющихся внешних возмущающих факторов, приводящих к непрерывному изменению входной и выходной величины во всех ее звеньях. Физическая задача определения выходной величины звена при изменяющемся входном сигнале сводится к решению дифференциального уравнения того или иного вида, описывающего протекание переходных процессов в звене. Если на вход динамического звена поступает сигнал синусоидальной формы определенной частоты, то выходной сигнал имеет те же синусоидальную форму и частоту, но другие амплитуду и фазу. В теории автоматического регулирования используют комплексную амплитудно-фазовую характеристику (Рисунок 9, в), в которой дают соотношения между амплитудами выходного и входного сигналов и сдвигом фаз при изменении частоты колебаний входного сигнала от 0 до ?: W (j?) = Авых/Авх= Авыхej(?t ?)/Авхej?t= Авыхej?/Авх= А(?)ej?(?), [1.21] где Авыхej(?t ?); Авхej?t - соответственно выходной и входной сигналы в символической форме записи.Для обеспечения требуемого качества дет талей и изделий (точность размеров, геометрическая, форма, параметр шероховатости поверхности и т. д.) применяют комплексный контроль, включающий в себя контроль: готовых изделий, заготовок, вспомогательных средств производства (режущего инструмента, измерительных средств и т. д.), основных средств производства (технологического оборудования, систем и средств управления и т. д.). Система автоматического контроля (САК) предназначена для автоматического контроля различных физических величин (параметров), сведения о которых необходимы при управлении объектом.

Содержание

Введение. Основные термины и определения

Раздел 1. Автоматизированные системы управления

1.1 Системы автоматического управления и следящие системы

1.2 Системы автоматического регулирования

1.3 Системы автоматического контроля. Автоматизация контрольных измерений в машиностроении

Раздел 2. Измерительные преобразователи систем (датчики)

2.1 Классификация и характеристики датчиков

2.2 Схемы включения датчиков

Раздел 3. Системы управления технологическим оборудованием

3.1 Классификация систем управления оборудованием

3.2 Системы числового программного управления промышленным оборудованием

3.3 Микропроцессорные устройства программного управления

3.4 Системы адаптивного программного управления

3.5 Гибкие производственные системы и гибкие производственные модули

Раздел 4. Диагностирование технического состояния систем управления

4.1 Классификация способов и средств диагностирования технического состояния систем управления

4.2 Диагностирование технического состояния систем программного управления

Список литературы