Основы теории систем автоматического управления презентация

Содержание

1. Основные определения и понятия Управление - целенаправленное воздействие на некоторый объект (автомобиль, станок, атомный реактор, фирму, завод…) Автоматическое управление – управление без участия человека (чем проще объект управления, тем проще

Слайд 1Основы теории систем автоматического управления (САУ)


Слайд 21. Основные определения и понятия
Управление - целенаправленное воздействие на некоторый объект

(автомобиль, станок, атомный реактор, фирму, завод…)
Автоматическое управление – управление без участия человека (чем проще объект управления, тем проще исключить человека)

Слайд 3Автоматизированное управление – управление с участием человека (чем сложнее объект управления,

тем сложнее полностью исключить человека из процесса управления). Управление экономическими объектами как правило автоматизированное.

Слайд 4Магистральная линия развития НТП


Слайд 52. Структурная схема САУ – графическое представление элементов САУ и связей

между ними.


8


Слайд 6
1-7- элементы САУ с их математическими моделями.
8-сравнивающий элемент (измеритель рассогласования)
ε (t)

=X(t)-Y(t)
U1-U10 - физические величины (напряжения, токи, силы, скорости, углы и т.п.)
Различают связи:
- прямые (через элемент 7)
- обратные местные (через элемент 5)
- обратная главная (через элемент 6)

Слайд 73. Основные задачи ТАУ


Слайд 84. Преобразование по Лапласу – исключительно широко использовано в ТАУ.

Если X

(t) - оригинал,
а X(s) – его изображение по Лапласу
и S - переменная Лапласа, то





Слайд 95. Передаточная функция W(s) – элемента – это отношение преобразования по

Лапласу от выходной величины к преобразованию по Лапласу от входной величины при нулевых начальных условиях:




при нулевых
начальных
условиях

W(s)

x(s)

y(s)


Слайд 10Передаточная функция W(s) – САУ – управляющее воздействие формируется с учетом

сравнения отклонения y(s) от заданного положения. Данное отклонение называется ошибкой САУ, а замкнутая САУ системой с обратной связью.



Слайд 11
Различают W(s) САУ:
разомкнутой (при размыкании обратной связи):


замкнутой по входу-выходу:



Слайд 12
замкнутой по ошибке:



В любых случаях понятие передаточной функции справедливо лишь

при нулевых начальных условиях



Слайд 13
Перед исследованиями САУ следует «свернуть» к такому расчетному виду:


Слайд 14а) статические характеристики: это зависимости “вход-выход” в статическом режиме.
Характеристики и элементы

САУ

Y


Слайд 15Пример - хорошо известные экономические кривые «спроса» и «предложения» в рыночной

экономике

Кривая “предложения’

Кривая “спроса”

Объем продаж (шт.)

Оптимальный объем продаж

Цена за шт

Цена
равновесия


Слайд 16б) Временные характеристики САУ – это реакции системы на типовые входные

воздействия.

Слайд 17Переходная функция h(t) – это реакция системы на единичное ступенчатое входное

воздействие.

По h(t) САУ оценивают:
-δ% - перерегулирование
- tc - время первого согласования
- tp - время регулирования
- m - число колебаний за t < tp


Слайд 18
Весовая функция ω(t) – это реакция системы на входное

воздействие типа дельта функции (функции Дирака).


δ(t) при
- дельта – функции (функции Дирака)
- А→ ∞
→ 0





Слайд 19
Взаимосвязь между ω(t) и h(t):



Слайд 20в) Частотные характеристики элементов и САУ
это формулы и графики показывающие

прохождение гармонических сигналов через элементы и системы. Различают:

Слайд 21 * амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ).

Элемент
(САУ)
ω
Ау
Y
φ
Х
Ах
ω
х=Ах*sin ωt
y=Ay*sin(ωt+φ)


Слайд 22
Im
Re
φ1
φ2
ω1
ωz
ωn
φn
V(ω)
A1
U(ω)
A2


Слайд 23
АФЧХ – годограф описываемый на комплексной плоскости концом вектора с модулем:







при изменении частоты 0<ω<∞, причем угол φ откладывается от вещественном положительной полуоси по часовой стрелке если он отрицателен и наоборот, иначе говоря.

А(ω)еjφ(ω) = U(ω) + jV(ω)

при 0<ω<∞

Слайд 24* амплитудно-частотная характеристика – это зависимость А(ω), при 0


Слайд 25* фазо-частотная характеристика – это зависимость фазового сдвига φ(ω) между входным

и выходным гармоническими сигналами элемента или системы при

0<ω<∞


Слайд 26г) Логарифмические частотные характеристики – это формулы и графики, показывающие прохождение

гармонических сигналов через элементы и системы, но в логарифмическом масштабе, когда вдоль горизонтальной оси откладывается десятичные логарифмы частоты.



Слайд 27Различают логарифмические характеристики
Амплитудную (ЛАЧХ) – это


Слайд 28 фазовая (ЛФЧХ)


Слайд 29д) Алгебра передаточных функций – совокупность правил, позволяющих “сворачивать” структурные схемы

САУ.

Последовательное соединение звеньев



т.е. при последовательном соединении звеньев передаточные функции перемножаются.


Слайд 30
Параллельное соединение звеньев



Таким образом при параллельном соединении звеньев передаточные

функции складываются.


Слайд 31
обратное соединение звеньев



a) При положительной ОС “+”


Слайд 32
б) При отрицательной ОС “-”



Используя алгебру передаточных функций

сложную САУ можно “свернуть” к простейшему следующему виду:




Слайд 33Основные типы звеньев САУ
1. Идеальное усилительное (безинерцион-ное) звено
Y =

Kx w(s) = K w(iω) = K
A(ω) = K φ(ω) = 0
L(ω) = 20lgK
h(t) = K ω(t) = K * δ(t)



Слайд 34
2.Апериодическое (инерционное) звено
Передаточная функция


АФЧХ – формально

получается заменой
s→jω:







Слайд 35АФЧХ


Слайд 36Амплитудно-частотная характеристика


Слайд 37Фазо-частотная характеристика – это arg



Слайд 38Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
L(ω)=20lgA(ω)


Слайд 39Логарифмическая фазо-частотная характеристика


Слайд 40Переходная h(t) и весовая w(t) функции


Слайд 41
3. Идеальное интегрирующее звено







Слайд 42АФЧХ


Слайд 43ЛАЧХ и ЛФЧХ

l(ω) =

20lgA(ω) = 20lgK – 20lgω

Слайд 44АЧХ и

ФЧХ

Слайд 45
α
tgα = K
h(t) = kt
x(t)
h(t)
1
t
Переходная h(t) и весовая w(t) функции


Слайд 46
4. Идеальное дифференцирующее звено




w(s) = KS w(jω) = Kjω


Слайд 47АФЧХ и АЧХ


Слайд 48Логарифмические частотные характеристики
ЛАЧХ
ЛФЧХ


Слайд 49Правила преобразования структурных схем


Слайд 58wа = wδ


Слайд 597. Критерии качества САУ


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика