ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ

«УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

1. Описание систем автоматического управления (регулирования) в переменных «вход - выход»: типовая форма записи уравнения динамики в виде дифференциального уравнения; операторное представление уравнения динамики; уравнения динамики в отклонениях от стационарного состояния; общая схема решения уравнений динамики САР (САУ).

2. Основные виды типовых входных воздействий: ступенчатое, импульсное, гармоническое; их графики и символическая форма записи.

3. Основные положения и свойства интегральных преобразований Лапласа. Использование интегральных преобразований Лапласа для операций дифференцирования и интегрирования.

4. Использование интегральных преобразований Лапласа для решения уравнений динамики САР (САУ). Передаточная функция звена (системы).

5. Весовая и переходная функции звена (системы). Определение переходного процесса через весовую и переходную функции звена (системы). Интеграл Дюамеля - Карсона.

6. Описание систем автоматического управления (регулирования) в переменных состояния: структурное представление метода переменных состояния; матрицы системы, входа, выхода, обхода.

7. Переход от описания в переменных «вход – выход» к описанию в переменных состояния: правая часть уравнения не имеет производных.

8. Переход от описания в переменных «вход – выход» к описанию в переменных состояния: правая часть уравнения общего вида.

9. Переход от описания в переменных состояния к описанию в переменных «вход - выход» при нулевых начальных условиях.

10. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.

11. Простейшие типовые звенья (идеальное усилительное, идеальное дифференцирующее, идеальное интегрирующее). Уравнения динамики. Передаточные функции. Годографы АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. Переходные и весовые функции.

12. Апериодическое звено 1-го порядка. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

13. Апериодическое звено 2-го порядка. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

14. Колебательное звено. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

15. Инерционно-дифференцирующее звено. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

16. Инерционно-интегрирующее звено. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

17. Форсирующее звено. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

18. Изодромное звено. Уравнение динамики. Передаточная функция. Графики годографа АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ, переходной и весовой функций.

19. Структурные преобразования: замена цепи из последовательно соединенных звеньев эквивалентным звеном.

20. Структурные преобразования: замена цепи из параллельно соединенных звеньев эквивалентным звеном.

21. Цепь с местной обратной связью. Замена цепи с местной обратной связью эквивалентным звеном.

22. Передаточные функции замкнутых систем управления. Главная передаточная функция.

23. Передаточные функции замкнутых систем управления. Передаточная функция по возмущающему воздействию.

24. Передаточные функции замкнутых систем управления. Передаточная функция для ошибки (рассогласования).

25. Понятие об устойчивости линейных систем управления. Теоремы Ляпунова.

26. Необходимое условие устойчивости линейных САУ (САР).

27. Алгебраический критерий Гурвица.

28. Частотный критерий устойчивости Михайлова.

29. Частотный критерий устойчивости Найквиста для САР, устойчивых в разомкнутом состоянии.

30. Частотный критерий устойчивости Найквиста для САР, находящихся на апериодической и колебательной границе устойчивости в разомкнутом состоянии.

31. Понятие о запасах устойчивости по амплитуде и по фазе.

32. Идея метода Д-разбиений на плоскости 1-го комплексного параметра.

33. Понятие о точности САУ (САР). Статические и астатические системы.

34. Точность САУ (САР) при постоянном управляющем воздействии. Постоянные ошибки.

35. Точность САУ (САР) при линейном управляющем воздействии. Скоростные ошибки.

36. Точность при постоянном возмущающем воздействии.

37. Точность при линейном возмущающем воздействии.

38. Интегральные оценки качества переходного процесса.

39. Корневые методы оценки качества переходного процесса: степень устойчивости, колебательность, степень удаленности корня, доминирующий полюс, влияние взаимного расположения полюсов и нулей.

40. Методы коррекции САР. Жесткая обратная связь.

41. Методы коррекции САР. Гибкая обратная связь

42. Методы коррекции САР. Введение интеграла в закон управления. ПИ-регулирование.

43. Методы коррекции САР. Введение производных в закон управления. ПД-регулирование.

44. Особые линейные звенья. Звено идеального запаздывания, его свойства.

45. Устойчивость линейных систем с запаздыванием.

46. Понятие об устойчивости нелинейных САУ (САР). Устойчивость «в малом», «в большом», «в целом», абсолютная устойчивость.

47. Изображение переходных процессов на фазовой плоскости.

48. Метод фазовой плоскости (фазовых траекторий).

49. Использование метода фазовых траекторий для анализа устойчивости нелинейных САУ «в малом» (по 1-му приближению).

50. Типы особых точек. Особые точки типа «центр», «устойчивый узел», «устойчивый фокус».

51. Типы особых точек. Особые точки типа ««неустойчивый узел», «неустойчивый фокус», «седло».

52. Прямой метод Ляпунова анализа устойчивости нелинейных САУ (САР).

53. Метод абсолютной устойчивости В.М. Попова.

54. Гармоническая линеаризация нелинейностей при симметричных автоколебаниях.

55. Частотный метод анализа устойчивости нелинейных САУ методом гармонической линеаризации.

56. Определение устойчивости и параметров автоколебаний по частотным характеристикам.

57. Алгебраические способы определения параметров автоколебаний в нелинейных САР 1-го класса.

58. Особенности гармонической линеаризации нелинейностей при несимметричных автоколебаниях.

59. Основные понятия и определения оптимального синтеза САР. Задачи параметрической оптимизации и оптимального управления.

60. Методы параметрической оптимизации. Идея алгоритмов метода покоординатного спуска, симплекс-метода, метода Бокса-Уилсона.

61. Вариационный метод в задачах оптимального управления.

62. Основные положения теории оптимального управления по Понтрягину.