Системы автоматического управления

Учебное пособие содержит теоретические сведения о станках с числовым программным управлением, системе ЧПУ Siemens Sinumerik 802D sl, подробные примеры составления управляющих программ и задания для самостоятельного выполнения. Предназначено для студентов всех форм обучения, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлениям подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника и 220700 Автоматизация технологических процессов и производств.

В учебном пособии рассмотрена сущность процесса управления, способы моделирования, основные принципы управления. Рассмотрены методы анализа и синтеза систем, в том числе через переменные состояния. Теоретические вопросы ТАУ излагаются на основании физической сущности процесса с большим количеством примеров. По каждому разделу приведены вопросы для самоконтроля и задачи.

В учебном пособии показана сущность процесса управления, способы моделирования, методы и функции управления технологическими процессами пищевого производства. Рассмотрена стандартизация при разработке систем управления, автоматические системы регулирования, системы управления типовыми объектами, разработка систем автоматизации, роль микропроцессорной техники в системе управления. Показаны инженерно-психологические особенности человека-оператора.

В учебном пособии изложены методы определения передаточных функций элементов электропривода, составления и преобразований структурных схем, определения частотных характеристик и переходных функций замкнутых систем, определения устойчивости по критериям Найквиста и Михайлова и синтеза последовательной и параллельной коррекций. Рассмотрены вопросы математического моделирования систем электропривода в пакете MatLab Simulink.

В учебном пособии дано понятие о нелинейных системах и методах их исследования (по фазовой траектории, метод точечных преобразований, метод гармонического баланса, метод статистической линеаризации). Показано определение устойчивости по второму (прямому) методу Ляпунова, по методу В. Попова, по методу Гольдфарба, определение границ абсолютной устойчивости и дополнительной области устойчивости. Рассмотрены вопросы качества регулирования и методы компенсации нелинейной характеристики. По основным разделам приводятся вопросы для самоконтроля и задачи.

В практикуме рассмотрены отдельные разделы прикладного функционального анализа. Показаны особенности применения методов функционального анализа для решения задач автоматизации и управления в технических системах. По каждому практическому занятию даны основные теоретические сведения, приведены примеры с развернутым решением, предложены задания для самостоятельной работы. Практикум предназначен для обучающихся в магистратуре по направлениям подготовки 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» и 27.04.04 «Управление в технических системах». Материалы могут быть полезны аспирантам, осуществляющим научно-исследовательскую деятельность в области динамических систем.

The book is intended for students enrolled in the educational field 27.04.04 «Control in Technical Systems» in the course «Computer-aided design tools and control systems» (for Bachelors in their 4th year). It includes training materials and guidelines for self-assessment (questions for selftesting). The basic knowledge of previously studied mathematical disciplines is required for successful study of this course.

Приводятся сведения о порядке разработки систем автоматизации и управления технологическими комплексами применительно к объектам промышленного назначения. Рассматривается реализация проектов систем управления технологических комплексов на основе ПЛК. Описаны языки программирования ПЛК: РКС, LAD, FBD, STL, SCL, Grafcet, SFC, CFC. Представлены промышленные компьютерные сети, объединяющие ПЛК, интеллектуальные датчики и исполнительные устройства, а также реализация управления в реальном времени. Изложены приемы и правила работы в системе программирования CoDeSys. Для студентов учреждений высшего образования по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». Будет полезно специалистам, занимающимся разработкой дискретных систем управления технологических комплексов.

В данном учебном пособии рассмотрены методы анализа релейно-контакторных схем и синтеза дискретно-логических систем автоматического управления. Также приведены примеры и различные варианты выполнения систем автоматического управления на дискретно-логических элементах электропривода с синхронно-шаговым двигателем. Рассмотрены вопросы аналитического нахождения записи алгебрологических уравнений для систем автоматического управления с обратными связями и памятью.

В учебно-методическом пособии представлены задания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Синтез дискретных САУ электропривода».

Данный комплекс лабораторных работ помогает студентам научится самим разрабатывать высокоэффективные дискретные датчики и промежуточные устройства (коммутаторы, реле и т.д.), что, несомненно, повлияет на повышение квалификационного уровня студентов специальности «Автоматизированный электропривод и электротехнология»

Учебное пособие к дисциплине: «Теория автоматического управления», а также как дополнительный материал дисциплинам: «Системы управления электроприводом», «Проектирование электротехнических устройств», «Электрический привод» для практических занятий для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» дневной формы обучения.

В пособии изложены теоретические основы и принципы управления, математическое описание динамических систем. Рассмотрены методы исследования устойчивости, анализа качества регулирования и синтеза линейных непрерывных систем. При исследовании свойств систем автоматического управления используются методы операционного исчисления: аппарат передаточных функций и частотных характеристик.

Рассмотрены способы и технические средства предотвращения тяжелых аварий и повышения безопасности работы мощных шагающих экскаваторов с практикой внедрения разработанных систем. Обоснована постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Описаны найденные алгоритмы управления взаимосвязанными электроприводами, способы управления и технические средства их реализации. Изложены схемные решения и примеры построения САУ электроприводами на основе получения информации о координатах рабочего органа драглайна. Даны результаты и анализ полевых испытаний изобретенных систем на действующих экскаваторах. Для конструкторов-разработчиков систем управления драглайнами.

В данном учебном пособии рассмотрены современные системы управления популярного урбанизированного оборудования. Также в пособии показаны характерные принципы организации работы этого оборудования и реальные схемные решения. Разумеется, на полноту освещения всего существующего урбанизированного оборудования данное пособие не претендует, да это и не имело бы смысла, так как развитие техники идет семимильными шагами, и поэтому осветить огромное разнообразие схемных решений в пределах учебного пособия было бы невозможно. Однако, показать основные принципы организации работы и типовые схемные решения управления, дать некоторые интересные исторические сведения и классификацию в пределах одного учебного пособия, возможно, что и было сделано. Учебное пособие предназначено для студентов направлений 13.03.02 и 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения.

Книга посвящена основаниям квантовой механики и тем ее вопросам, в которых существенную роль играют вероятностные и статистические представления. За последние годы в этой области был достигнут прогресс, во многом стимулированный новыми приложениями квантовой теории в информатике. В книге в доступной и математически строгой форме обсуждаются вопросы вероятностной интерпретации, квантово-механические симметрии, проблема соответствия между классическими и квантовыми наблюдаемыми (наблюдаемые «время», «фаза», «угол»), теория канонических коммутационных соотношений и гауссовских состояний, нестандартные соотношения неопределенностей («время – энергия», «фаза – число квантов», «угол – угловой момент»), квантовые неравенства Рао – Крамера и другие принципиальные границы точности квантового измерения. По сравнению с предыдущим изданием в книге имеется Дополнение, посвященное проблеме скрытых параметров. Книга предназначена для математиков и физиков (студентов-старшекурсников, аспирантов, научных работников), интересующихся основаниями квантовой теории, ее связями с теорией вероятностей и математической статистикой, вопросами квантового измерения, квантовой метрологии.

Во второй части учебного пособия приводятся основные технические решения по реализации аппаратуры систем автоматического управления (САУ) и их основного звена – бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ) и систем (БЦВС), работающих полностью в автономном режиме в экстремальных условиях. Приводятся технические решения по архитектуре и структуре вычислительных систем, сформулированы основные принципы обеспечения и повышения надежности БЦВС. Для оценки качества таких систем приведена функция технической эффективности. Рассмотрены принципы и направления повышения производительности БЦВС. Пособие может быть полезно студентам электротехнических специальностей, преподавателям технических вузов, а также специалистам научно-исследовательских и проектных институтов.

В первой части учебного пособия приводятся основные понятия автоматизированных систем управления (АСУ), работающих с участием человека-оператора, и систем автоматического управления (САУ), работающих полностью в автономном режиме в экстремальных условиях. Рассмотрены отличия и общие признаки АСУ и САУ, приведена классификация САУ и сформулированы основные принципы обеспечения и повышения их надежности. Приведена функция технической эффективности для оценки качества таких систем, а также рассмотрены основные принципы повышения их производительности. Пособие может быть полезно студентам электротехнических специальностей, преподавателям технических вузов, а также специалистам научно-исследовательских и проектных институтов.

Освещены вопросы разработки новых структур и методов расчета регуляторов теплоэнергетических процессов, методы повышения качества функционирования систем автоматического управления теплоэнергетическими процессами. Рассмотрены методы динамической коррекции для автоматического регулятора, робастного управления на базе регулятора с внутренней моделью с использованием Н∞-нормы, структурно-параметрической оптимизации систем автоматического управления теплоэнергетическими процессами. Предназначено для студентов учреждений высшего образования по специальностям «Автоматизация и управление теплоэнергетическими процессами», «Тепловые электрические станции», «Паротурбинные установки атомных электрических станций». Пособие будет также полезно инженерно-техническим работникам энергетической отрасли.

В учебном пособии представлены теоретические сведения о промышленных логических контроллерах Siemens Simatic S7-300, а также SCADA-систем. Приведены примеры написания программы и разработки программного обеспечения АСУ для конкретного технологического процесса с применением пакетов STEP7 и WinCC Flexible. Пособие предназначено для студентов, обучающихся в бакалавриате по направлению подготовки 27.03.04 «Управление в технических системах», профилю «Управление и информатика в технических системах» и студентов других технических специальностей, изучающих дисциплины по автоматизации и управлению.