Основи теорії автоматичного керування

Мета вивчення дисципліни:

отримання теоретичних та практичних знань в області теорії автоматичного керування, за- своєння основних методів розрахунку, аналізу і синтезу систем автоматичного керування в області експлуатації систем автоматизації з електромеханіки, електротехніки та електрое- нергетики для різних галузей сучасної промисловості.
Практичне значення та використання отриманих знань:
використання основних законів керування і побудови систем автоматичного керу- вання з метою забезпечення стійкості електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних комплексів;
використання сучасних методів дослідження та методики розрахунків для забезпе- чення необхідних показників якостісистем керуваннята автоматики, які допоможуть формувати повноцінні фахові навики з електромеханіки, електротехніки та електро- енергетики.
Отримані знання дозволять здобувачам:
використовувати основніположення та методи теорії автоматичного керування для складання диференційних рівнянь, перетворювання структурних схем та запису передато- чних функцій з метою аналізу систем автоматичного керування;
використовувати критерії стійкості для діагностування здатності системи викону- вати своє призначення;
забезпечувати показники якості систем автоматичного керуванняза допомогою ча- стотних критеріїв аналізу і синтезу;
розраховувати параметри керування для забезпечення корекції відповідно до вимог до сучасних системам автоматичного керування;
застосовувати методи покращення та забезпечення надійності систем автоматич- ного керування електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних комплексів;
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Загальні відомості про системи автоматичного керування (САК). Основні по- няття і визначення».
Лекція 2. «Принципи автоматичного керування. Роль зворотного зв’язку. Класифікація САК».
Лекція 3 «Математичне описання лінійних неперервних САК. Передаточна функція». Лекція 4. «Принципи опису окремих ланок. Опис двигуна постійного струму. Диферен- ційне рівняння і передаточна функція генератора».
Лекція 5. «Типові елементи (ланки) системавтоматичного керування Типові сигнали і ре- акції на них. Часові характеристики типових ланок».
Лекція 6. «Загальні відомості про частотні характеристики. Побудова частотні характерис- тик та зв'язок між ними».
Лекція 7. «Логарифмічні частотні характеристики диференціюючих та інтегруючих ла- нок».
Лекція 8. «Типові динамічні ланки ІІ порядку та їх характеристики».
Лекція 9 . «Регулятори: їх властивості та технічна реалізація ( ПД, ПІ, ПІД-регулятори)». Лекція 10. «Структурні схеми та їх перетворення. Передаточні функції розімкненої і за- мкненої САК».
Лекція 11. «Рівнянні, передаточні функції та частотні характеристики систем автоматич- ного керування. Приклад слідкуючих систем та систем стабілізації».
Лекція 12. «Поняття стійкості. Дослідження і аналіз стійкості за коренями характеристи- чного рівняння».
Лекція 13. «Алгебраїчний критерій стійкості Гурвіца. Визначення критичних параметрів системи САК».

Лекція 14. «Частотний критерій стійкості Найквіста, переваги методу».
Лекція 15. «Логарифмічний критерій стійкості, визначення запасів стійкості. Рекомендації шо до забезпечення стійкості САК».
Практичні заняття:
Практичне заняття № 1. «Математичний опис ланок і систем. Диференційне рів- няння та передаточна функція двигуна постійного струму». (2 години)
Мета заняття: придбати навички складання рівнянь та передаточних функцій типових ди- намічних ланок та двигуна постійного струму.
Практичне заняття № 2. «Правила перетворення структурних схем». (2 години) Мета заняття: придбати практичні навички з використання правил перетворення структур- них схем та запису їх передаточних функцій.
Практичне заняття № 3. «Аналіз часових і частотних характеристик ланок, що опи- суються диференційними рівняннями 1-го порядку». (2 години)
Мета заняття: придбати навички побудови часових та частотних характеристик типових динамічних ланок.
Практичне заняття № 4. «Аналіз характеристик коливальних та інерційних ланок 2- го порядку, інтегруючих і форсуючих». (2 години)
Мета заняття: придбати практичні навички побудови логарифмічних частотних характери- стик ланок та систем .
Практичне заняття № 5. «Умови стійкості САК. Алгебраїчний критерій стійкості Гурвіца». (2 години)
Мета заняття: навчитися за допомогою алгебраїчного критерію Гурвіца визначати стійкість САК та критичне значення параметрів системи..
Практичне заняття № 6. «Частотний критерії стійкості Найквіста. Порівняння хара- ктеристик статичних і астатичних систем». (2 години)
Мета заняття: навчитися за допомогою частотного критерія Найквіста визначати стійкість статичної і астатичної систем та вміти аналізувати результат.
Практичне заняття № 7. «Логарифмічний критерій. Визначення запасів стійкості».
(2 години)
Мета заняття: навчитися використовувати логарифмічний критерій для визначення крити- чних параметрів системи з подальшими рекомендаціями для забезпечення її стійкості.
Лабораторні заняття
Не передбачено.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття:
Установча лекція 1. «Математичний опис, часові та частотні характеристики ланок і сис- тем автоматичного керування». (2 години)
Установча лекція 2. «Запис рівняння САК та визначення її стійкості на приклади системи стабілізації заданого параметру». (2 години)
Практичні заняття:
Практичне заняття. «Використання критеріїв стійкості для визначення працездат- ності системи автоматичного керування». (2 година)
Мета заняття: придбати навички складання рівнянь та передаточних функцій типових ди- намічних ланок та системи керування, та навичкі використання критеріїв стійкості.
Лабораторні заняття
Не передбачено

Індивідуальна робота
Для денної форми здобуття освіти
Не передбачено
Для заочної форми здобуття освіти
Контрольна робота
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції. Робота містить 1 практичне завдання.
Обсяг відповіді на практичне завдання: не менше, ніж 8 сторінок машинописного тексту.
Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посі- бника.
Практичне завдання 1: «Визначення стійкості системи автоматичного керування за допо- могою частотного критерія стійкості».

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1. П’яті задач на практичних заняттях №3 - №7. Кожна самостійно виконана задача на практичному занятті становить 8 балів. Сумарний бал по захисту задач на практичних заняттях становить 40 балів.
2. Двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з те- оретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездо- ганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
Підсумковий контроль – залік. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» - 60 балів

Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні та:
1. Захисту двох задач виконаних на практичному занятті. Кожна задача – 20 балів. Сумарний бал по захисту виконаних задач на практичних заняттях становить 40 балів.
2. Захисту контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оціню- ється у 50 балів. При її захисті студент може отримати до 10 балів.
Підсумковий контроль – залік. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» - 60 балів.