Министерство образования и науки Республики Казахстан
Некоммерческое АО «Алматинский университет энергетики и связи»
Кафедра ''Электропривод и автоматизация промышленных установок''
УТВЕРЖДАЮ
Декан ЭЭФ __________ В. И. Денисенко
“_____” ___________ 2012г.
SYLLABUS
Дисциплина «Системы автоматического управления»
для студентов специальности 5В071800 - Электроэнергетика
Курс 2.
Семестр 4.
Всего кредитов 2.
Общее количество часов 90.
Лекций – 1,5 кредита
Лабораторные занятия – 0,5 кредита.
СРО – 52 часа,
в т.ч. СРСП – 15 часов.
2 РГР в 4 семестре.
Экзамен 4 семестр.
Алматы 2012
Syllabus составлен на основании учебного рабочего плана бакалавриата, утвержденного «___________» 20 г. и рабочей программы дисциплины «Системы автоматического управления»
Составил: канд. техн. наук, профессор кафедры ЭиАПУ Цыба Ю.А.
Рабочая программа и Syllabus обсуждены на заседании кафедры ЭиАПУ.
Протокол № ____ от «__________» 2012г.
Зав. кафедрой ЭиАПУ П.И. Сагитов
д.т.н. профессор
Данные о преподавателе
Цыба Юрий Александрович, кандидат технических наук по специальности 05.09.03 Электротехнические системы и комплексы, профессор кафедры ЭиАПУ. Научно-педагогический стаж более 25 лет. Занимается разработкой систем автоматического управления в волочильном и прокатном производстве. Опубликовал более 60 научных трудов в области автоматизированного электропривода и систем автоматического управления, в том числе имеет 7 изобретений, является автором 7 учебных пособий и 3 конспектов лекций.
Служебный телефон кафедры ЭиАПУ 2927925.
Время: занятия проводятся в соответствии с расписанием, утвержденным УМО на 4 семестр.
Консультационные часы (оffice hours) по расписанию СРСП на кафедре Э и АПУ и в деканате.
Данные о дисциплине
Дисциплина «Системы автоматического управления»
Распределение часов по рабочему учебному плану
| Курс | Семестр | Количество кредитов | Общая трудоемкость в часах | Контактные часы | СРО (час.) | ||||
| Всего | в том числе | Всего | в т.ч. СРСП | ||||||
| Лекции | Практические занятия | Лабораторные занятия | |||||||
| - |
Пререквизиты и постреквизиты дисциплины
Пререквизиты.
Для изучения дисциплины «Системы автоматического управления» студентам необходимы знания следующих дисциплин:
Ø Математика 1,2,3;
Ø Физика 1,2;
Ø Теоретические основы электротехники 1,2,3;
Ø Механика;
Постреквизиты.
Знания данной дисциплины необходимы при изучении дисциплин:
Ø Автоматизированный электропривод типовых промышленных установок;
Ø Автоматизация типовых технологических комплексов.
Описание дисциплины
Предметом изучения данной дисциплины являются вопросы, связанные с принципами построения и математическим описанием систем автоматического управления.
Рассматриваются основы теории и расчета свободных и вынужденных движений координат линейных систем автоматического регулирования и управления. Приведены характеристики основных типовых элементов. Приводятся алгебраические и частотные методы, а также метод корневого годографа исследования устойчивости систем; методы анализа качества и синтеза корректирующих устройств систем, а также даётся общее представление о нелинейных системах.
Математический аппарат, используемый в учебном пособии, обычен для таких курсов, как частотные методы, базирующиеся на преобразовании Фурье и преобразованиях Лапласа - обычном и дискретном. Используются другие математические понятия из теории вероятности, интегральных и дифференциальных уравнений [1, 2, 3, 4, 5].
Цели дисциплины
Курс "Системы автоматического управления" является предметом обязательным для студентов высших учебных заведений и включается в учебные планы в качестве базовой дисциплины.
Цель курса - изучение дисциплины «Системы автоматического управления»дает возможность студентам электроэнергетического направления овладеть методами, которые позволят успешно осуществлять анализ и синтез различного вида электроэнергетических САУ, проверку устойчивости и качества управления систем, характеризующихся требуемым точностью и быстродействием.
Краткое содержание дисциплины
Рабочая программа дисциплины «Системы автоматического управления» разработана для бакалавров специальности 5В071800– Электроэнергетика. Рассмотрены вопросы теории и расчета линейных систем автоматического управления. Приведены основные характеристики типовых элементов, методы исследования устойчивости и анализа качества систем автоматического управления. Даются примеры расчетов.
Программой дисциплины предусматривается проведение лекционных и лабораторных занятий.
Темы и продолжительность каждого занятия
Содержание лекционных занятий
Лекция 1*. Тема: Введение. Основные положения, определения и понятия. Функциональные схемы систем автоматического управления (САУ) – 2 часа [1].
Краткое содержание. Содержание и назначение курса. Основные определения и понятия. Краткие сведения об истории развития. Область применения САУ. Основные определения и понятия о системах автоматического управления (САУ) и регулирования (САР). Функциональные основные элементы САУ и принципы их построения.
Лекция 2*. Тема: Основные типовые звенья систем автоматического управления – 2 часа [1,2].
Краткое содержание. Понятие и определение динамического звена, основные типы динамических звеньев, их временные диаграммы и характеристики. Уравнения взаимосвязи между входной и выходной величинами основных динамических звеньев и их передаточные функции.
Лекция 3. Тема: Структурные схемы систем автоматического управления и методы их преобразования –2 часа [1,2].
Краткое содержание. Назначение структурных схем САУ и основные правила их составления. Операторный метод исследования и расчета САУ, принцип наложения. Основные способы включения звеньев САУ. Методы преобразования структурных схем.
Лекция 4*. Тема: Преобразование Лапласа в применении к теории автоматического регулирования – 2 часа [1].
Краткое содержание. Математический метод - преобразование Лапласа для САУ (прямое и обратное преобразование). Определение лапласового изображения для дифференциальных уравнений САУ, рассмотрение конкретных примеров.
Лекция 5. Тема: Статическое и астатическое регулирование – 2 часа [1].
Краткое содержание. Статическое регулирование, рассмотрение примеров, основные характеристики. Астатическое регулирование, рассмотрение примеров, основные характеристики.
Лекция 6. Тема: Уравнения и частотные характеристики систем автоматического управления – 2 часа [1,2,3].
Краткое содержание. Методика составления операторных уравнений САУ. Определение передаточных функции звеньев САУ.
Лекция 7*. Тема: Устойчивость систем автоматического управления. Алгебраические критерии устойчивости Раусса и Гурвица – 2 часа [1,2].
Краткое содержание. Общие понятия об устойчивости систем автоматического управления. Математическая форма записи условия устойчивости. Понятие о критериях устойчивости линейных систем. Методика составления таблиц определителей по критерию устойчивости Гурвица на базе характеристических уравнений САУ. Методика составления таблиц-схем из коэффициентов, характеристического уравнения по критерию устойчивости Раусса. Пределы применения данных критериев для определения устойчивости САУ.
Лекция 8. Тема: Частотные критерии устойчивости САУ – 2 часа [1,2,4].
Краткое содержание. Основные частотные критерии устойчивости САУ. Методика исследования устойчивости критериями Найквиста и Михайлова.
Лекция 9. Тема: Переходные процессы в системах автоматического управления – 2 часа [1,2,4].
Краткое содержание. Основные способы определения переходных процессов в САУ. Методы построения кривых переходных процессов в САУ.
Лекция 10. Тема: Расчет систем автоматического управления по методу логарифмических частотных характеристик – 2 часа [1,4].
Краткое содержание. Основные положения метода логарифмических частотных характеристик. Логарифмические характеристики основных звеньев САУ.
Лекция 11. Тема: Построение амплитудных и фазовых логарифмических характеристик системы, логарифмический критерий устойчивости и нелинейные системы автоматического управления – 2 часа [1,2,4].
Краткое содержание. Основы методики построения логарифмических характеристик САУ. Логарифмический критерий устойчивости САУ.
Основные понятия и определения при рассмотрении нелинейных САУ. Виды возможных нелинейностей. Обзор методов расчета нелинейных систем.
Примечания:
1. Звездочкой (*) отмечены лекции, рекомендуемые для чтения студентам заочного обучения.
2. Неотмеченные (*) рекомендуются для самостоятельной работы.
