Opis
Skrypt stanowi uzupełnienie publikacji autora pt. „Podstawy automatyki i sterowania” z 2012 roku. Jest przeznaczony dla studentów studiów inżynierskich i magisterskich Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej na kierunkach Mechanika i Budowa Maszyn oraz Mechatronika. Jego zakres tematyczny jest zgodny z programami studiów obowiązującymi na tych kierunkach. Opracowanie zawiera zadania z najważniejszych zagadnień przedmiotu „Podstawy automatyki i sterowania” z zakresu stacjonarnych i dynamicznych liniowych układów ciągłych. Może być pomocny w zapoznawaniu się z podstawami automatyki i sterowania oraz przyczynić się do ugruntowania wiedzy zdobytej na wykładach i zajęciach audytoryjnych. Każdy rozdział rozpoczyna krótkie wprowadzenie teoretyczne niezbędne do rozwiązywania zadań oraz przykłady zadań rozwiązanych. Ponieważ materiał jest ułożony w kolejności od zagadnień prostych do coraz trudniejszych ułatwia także samokształcenie w omawianej dziedzinie.
Spis treści
Przedmowa / 7
1. Wprowadzenie do podstaw automatyki / 9
1.1. Pojęcia podstawowe / 9
1.2. Właściwości liniowych układów automatyki / 10
1.3. Sygnały w układach automatycznej regulacji / 11
1.4. Podstawy rachunku operatorowego / 13
1.5. Transmitancja operatorowa i jej właściwości / 16
1.6. Zadania / 17
2. Omówienie podstawowych liniowych elementów automatyki / 25
2.1. Wprowadzenie / 25
2.2. Element proporcjonalny (bezinercyjny) / 26
2.3. Zadania / 26
2.4. Element inercyjny pierwszego rzędu / 29
2.5. Zadania / 29
2.6. Element inercyjny drugiego rzędu (oscylacyjny) / 35
2.7. Zadania / 36
2.8. Element całkujący / 43
2.9. Zadania / 44
2.10. Elementy różniczkujące / 48
2.10.1. Element różniczkujący idealny / 48
2.10.2. Element różniczkujący rzeczywisty 48
2.10.3. Zadania / 49
2.11. Element opóźniający / 51
3. Charakterystyki liniowych elementów i układów automatyki / 53
3.1 Wprowadzenie / 53
3.2. Charakterystyki czasowe (skokowe) / 53
3.3. Charakterystyki częstotliwościowe / 54
3.4. Charakterystyki logarytmiczne / 55
3.5. Zadania / 56
4. Opis układów automatyki za pomocą schematów strukturalnych / 81
4.1. Schematy blokowe (strukturalne) / 81
4.2. Przekształcenia schematów blokowych / 82
4.3. Zadania / 87
5. Rodzaje regulatorów oraz ich transmitancje / 98
5.1. Wprowadzenie / 98
5.2. Regulatory proporcjonalne (P) / 98
5.3. Regulatory całkujące (I) / 99
5.4. Regulatory proporcjonalno-całkujące (PI) / 99
5.5. Regulatory proporcjonalno-różniczkujące (PD) / 100
5.6. Regulatory proporcjonalno-całkująco-różniczkujące (PID) / 101
5.7. Zadania / 102
6. Stabilność liniowych układów automatyki / 107
6.1. Ogólne warunki stabilności / 107
6.2. Kryterium Hurwitza oceny stabilności układów automatyki / 109
6.3. Kryterium Nyquista oceny stabilności układów automatyki / 110
6.4. Ocena stabilności układów automatyki poprzez kryterium zapasu modułu i fazy / 112
6.5. Zadania / 114
7. Układy automatycznego sterowania / 132
7.1. Elementy prostego i złożonego układu automatycznej regulacji / 132
7.2. Charakterystyki skokowe obiektów statycznych / 133
7.3. Charakterystyki skokowe obiektów astatycznych / 135
7.4. Kryteria oceny jakości liniowych układów automatyki / 137
7.4.1. Stan ustalony układu / 137
7.4.2. Stan nieustalony (dynamiczny) układu / 138
7.4.3. Korekcja układów automatyki / 139
7.5. Zadania / 140
8. Opis liniowych układów regulacji w przestrzeni stanów / 148
8.1. Wprowadzenie / 148
8.1.1. Wybór zmiennych stanu / 149
8.1.2. Opis układów DLSC we współrzędnych stanu (równania stanu i wyjścia zapisane w postaci ogólnej i macierzowo-wektorowej) / 149
8.2. Transmitancja operatorowa układu DLSC opisanego równaniem stanu i równaniem wyjścia / 152
8.3. Wyznaczanie równania stanu i równania wyjścia dla układów opisanych równaniem różniczkowym zwyczajnym wyższego rzędu / 152
8.4. Zadania / 154
8.5. Metody opisu układu DLSC we współrzędnych stanu / 174
8.5.1. Metoda bezpośrednia / 174
8.5.2. Metoda równoległa / 176
8.5.3. Metoda iteracyjna / 177
8.6. Zadania / 178
8.7. Rozwiązywanie równań stanu układów automatyki DLSC / 194
8.8. Zadania / 195
8.9. Sterowalność i obserwowalność układów automatyki DLSC / 209
8.10. Zadania / 211
8.11. Układy wielowymiarowe / 226
Literatura / 229
Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie