5.Эквивалентные преобразования схем линейных систем.
ВОПРОСЫ ТУ
1. Задача теории управления. Основные принципы регулирования. Блок-схема системы управления. Пример электромеханической системы регулирования. (Статические ошибки в замкнутой и разомкнутой системах, контурный коэффициент усиления).
2. Операторный метод анализа линейных систем (уравнения звеньев, передаточные функции, статический коэффициент усиления (передачи), весовые функции, переходная характеристика). Принцип суперпозиции. Теоремы о конечном и о начальном значении.
3. Типовые звенья (безинерционное, интегрирующее, дифференцирующее, апериодическое, форсирующее, колебательное, консервативное, апериодическое 2 порядка, реальное дифференцирующее, реальное форсирующее).
4. Структурные схемы. Преобразование "вход-выход". Передаточные функции типовых соединений: последовательного, согласно-параллельного соединений, соединения с обратной связью.
5.Эквивалентные преобразования схем линейных систем.
6. Детализированные схемы.
7. Правило Мейсона.
8.Установившаяся реакция на гармоническое входное воздействие.
9. Частотные характеристики динамических систем (частотная передаточная функция, амплитудная частотная характеристика, фазовая частотная характеристика, амплитудно-фазовая частотная характеристика, логарифмическая амплитудная частотная характеристика, логарифмическая фазовая частотная характеристика). Формула изменения ЛАХ на интервале.
10. Логарифмические частотные характеристики типовых звеньев (безинерционного, интегрирующего, дифференцирующего, апериодического, форсирующего, колебательного, консервативного, апериодического 2 порядка).
11. Логарифмические частотные характеристики звеньев: реального дифференцирующего, реального форсирующего, чистого запаздывания, неминимально-фазового.
12. Понятие устойчивости САУ. Устойчивость по Ляпунову. Асимптотическая устойчивость.
Устойчивость по входу. Алгебраические критерии устойчивости. Оценка устойчивости на основе анализа корней характеристического полинома (асимптотическая устойчивость, устойчивость по Ляпунову). Примеры. Теоремы I методы Ляпунова Устойчивость типовых звеньев.
13. Алгебраические критерии устойчивости на основе анализа коэффициентов характеристического полинома (Стодолы, Гурвица, Льенара–Шипара, Джури). Примеры.
14. Частотные критерии устойчивости. Лемма об аргументе. Критерий устойчивости Михайлова. Критерий Найквиста (3 случая). Оценка устойчивости замкнутой системы по ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы. Примеры.
15. Математические модели в форме переменных состояния. Уравнение состояния. Стационарная, свободная, автономная системы. Составление уравнений состояния по структурной схеме. Линеаризация уравнений динамических систем. Матрицы Якоби.
16. Передаточные матрицы. Решение уравнений состояния. Устойчивость линейных систем с уравнениями в пространстве состояний. Канонические формы уравнений состояния.
17. Линейные преобразования координат.
18. Управляемость и наблюдаемость.
19. Качество САУ. Прямые показатели качества, оценки качества: частотные, корневые, интегральные.
20. Точность САУ. Статическая и астатическая системы. Отработка постоянного, линейного, квадратичного и произвольного входных воздействий. Коэффициенты ошибок. Способы определения коэффициентов ошибок. Способы определения порядка астатизма.
21. Статический расчет систем регулирования и следящих систем. Отработка системой регулирования постоянного воздействия. Отработка следящей системой постоянного, линейного, квадратичного и гармонического воздействия. Добротность по скорости, добротность по ускорению.
22. Синтез САУ в частотной области. Формирование желаемой ЛАХ. Последовательная коррекция. Стандартные регуляторы. Параллельная коррекция.
23. Стандартные настройки контуров. Настройка на оптимум по модулю. Настройка на симметричный оптимум. Системы подчиненного регулирования.
23. Аналитический синтез САУ. Модальное управление. Стандартные полиномы (полином Баттерворта, биномиальный полином). Методика построения модального регулятора. Наблюдающие устройства.