Основы теории управления

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления
В.В. Сотников, Л.Ф. Макарова
ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ
Методические указания к выполнению контрольных работ
для студентов заочной формы обучения
направления подготовки "Информатика и вычислительная техника"
Санкт-Петербург
2010

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2, 3 уточняйте при заказе

Номер варианта формируется согласно последним двум цифрам номера зачетной книжки.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1
Задание 1.1. Операционное исчисление.
Записать уравнение в изображении по Карсону в нижеприводимых заданиях...
Задание 1.2. Общие принципы системной организации.
Задание типа 1.
Записать собственную передаточную функцию (ПФ) для дифференциального уравнения...
Задание типа 2.
Записать обобщенную передаточную функцию для дифференциальных уравнений...
Задание типа 3.
Записать дифференциальные уравнения по известным передаточным функциям.
Задание типа 4.
Упростить структурные схемы.
Задание 1.3. Одноконтурные системы управления. Законы регулирования.
Задание 1.4. Построение частотных характеристик и годографа Михайлова.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2
Задание 2.1. Устойчивость систем управления.
Задание типа 1.
Определить, на основании критерия Гурвица, устойчива ли система, если ее характеристическое уравнение имеет вид...
Задание типа 2.
Проверить систему на устойчивость. Если система неустойчива, то изменить один из параметров характеристического уравнения так, чтобы система стала устойчивой; если система устойчива, то изменить один из параметров характеристического уравнения так, чтобы система стала неустойчива.
Задание типа 3.
Определить границу колебательной устойчивости по параметру K.
Задание типа 4.
Определить границы апериодической устойчивости по параметру K.
Задание типа 5.
Построить область устойчивости в плоскости одного параметра (K) для системы, характеристическое уравнение которой имеет вид...
Задание 2.2. Частотные критерии устойчивости.
Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая описывается дифференциальным уравнением вида...

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3
Задание 3.1. Управляемость и наблюдаемость.
Задание типа 1.
Определить, управляема ли система, если она задана уравнениями...
Задание типа 2.
Определить, наблюдаемы ли системы, если они заданы системами уравнений...
Задание 3.2. Математические модели. Структурный метод.
Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений...

Вариант 05

Контрольная работа 1
Задание 1
Записать собственную передаточную функцию для дифференциального уравнения:..
Задание 2
Вывести выражение для эквивалентной передаточной функции системы, используя правила преобразования структурных схем.
Задание 3
Для структурной схемы, вычислить в динамике при использовании ПД-регулятора.
Задание 4
Для динамического звена с заданной передаточной функцией построить амплитудно-частотную характеристику АЧХ.

Контрольная работа 2
Задание 1
Определить на основании критерия Гурвица, устойчива ли система, если ее характеристическое уравнение имеет вид:...
Задание 2
Определить границу колебательной устойчивости системы по коэффициенту К

Контрольная работа 3
Задание 1
Определить, управляемость и наблюдаемость системы, заданной уравнениями
Задание 2
Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений.

Дата выполнения: 24/04/2012

Вариант 08 (кр.2)

Контрольная работа 2
Задание 1
Проверить систему на устойчивость. Если система неустойчива, то изменить один из параметров характеристического уравнения так, чтобы система стала устойчивой; если система устойчива, то изменить один из параметров характеристического уравнения так, чтобы система стала неустойчивой.
Задание 2
Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая описывается дифференциальным уравнением...

Дата выполнения: 20/06/2011

Вариант 10

Контрольная работа 1
Задание 1
Записать уравнение в изображении по Карсону
Задание 2
Записать дифференциальное уравнение по известной передаточной функции
Задание 3
В схеме перенести сумматор с возмущением со входа звена с передаточной функцией на его выход и определить изображение динамической ошибки системы. В качестве передаточной функции объекта принять.
Задание 4
1. Для автоматической системы регулирования с передаточной функцией вида построить АФЧХ.
2. Для передаточной функции вида построить годограф (кривую) Михайлова и определить устойчивость системы.

Контрольная работа 2
Задание 1
Проверить систему на устойчивость. Если система неустойчива, то изменить один из параметров характеристического уравнения так, чтобы система стала устойчивой; если система устойчива, то изменить один из параметров характеристического уравнения так, чтобы система стала неустойчивой.
Задание 2
Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая описывается дифференциальным уравнением.

Контрольная работа 3
Задание 1
Определить, управляема ли система, если она задана системой...
Задание 2
Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений:..

Дата выполнения: 28/03/2012

Вариант 14

Контрольная работа 1
Задание 1
Записать обобщенную передаточную функцию для дифференциального уравнения
Задание 2
Вывести выражение для эквивалентной передаточной функции системы, используя правила преобразования структурных схем
Задание 3
Для структурной схемы рис. 2 определить изображение ошибки по возмущающему воздействию в динамике при использовании ПИД-регулятора.
Задание 4
Для динамического звена с заданной передаточной функцией построить фазо-частотную характеристику ФЧХ

Контрольная работа 2
Задание 1
Алгебраические критерии Гурвица
Задание 2
Частотные критерии устойчивости

Контрольная работа 3
Задание 1
Пользуясь корневым методом, определить показатели качества линейной САУ по заданному характеристическому уравнению...
Задание 2
Определить, управляемость и наблюдаемость системы, заданной уравнениями...
Задание 3
Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений.

Дата выполнения: 07/06/2013

Вариант 22

Контрольная работа 1
Задание 1
Записать уравнение в изображении по Карсону
Задание 2
Упростить структурную схему
Задание 3
Для заданной системы определить общую ошибку регулирования в установившемся состоянии при использовании И-регулятора.
Задание 4
1. Для автоматической системы регулирования с передаточной функцией вида построить АФЧХ.
Для передаточной функции вида построить годограф (кривую) Михайлова и определить устойчивость системы.

Контрольная работа 2
Задание 1
Определить границы апериодической устойчивости по параметру K.
Задание 2
Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая описывается дифференциальным уравнением.

Контрольная работа 3
Задание 1
Определить, наблюдаема ли система, если она задана системой...
Задание 2
Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений:...

Дата выполнения: 17/06/2011

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт(технический университет)
Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления
В.В. Сотников, Л.Ф. Макарова
Основы теории управления
Методические указания к выполнению контрольных работ
для студентов заочной формы обучения
направления подготовки "Информатика и вычислительная техника"
Санкт-Петербург
2012

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2, 3 на заказ составляет ... руб.

Контрольные работы

Контрольная работа 1
Задание 1.1
Записать собственную передаточную функцию для дифференциального уравнения:
Задание 1.2
Вывести выражение для эквивалентной передаточной функции системы, используя правила преобразования структурных схем.
Задание 1.3
Для структурной схемы, статическую ошибку при использовании ПИ-регулятора.
Задание 1.4
Для динамического звена с заданной передаточной функцией построить амплитудно-частотную характеристику АЧХ.

Контрольная работа 2
Задание 2.1.1
Определить на основании критерия Гурвица, устойчива ли система, если ее характеристическое уравнение имеет вид:
Задание 2.1.2
Определить границу колебательной устойчивости системы по коэффициенту К, если ее характеристическое уравнение имеет вид:
Задание 2.1.3
1)Построить область устойчивости в плоскости одного параметра К для системы, характеристическое уравнение которой имеет вид
2)Построить область устойчивости для разомкнутой САУ в плоскости T3 и K, передаточная функция которой
Задание 2.2.1
Для передаточной функции вида построить кривую (годограф) Михайлова системы и определить устойчива система или нет.
Задание 2.2.2
Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая система описывается дифуравнением вида

Контрольная работа 3
Задание 3.1
Пользуясь корневым методом, определить показатели качества линейной САУ по заданному характеристическому уравнению
Задание 3.2
Определить, управляемость и наблюдаемость системы, заданной уравнениями
Задание 3.3
Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений.

Готовы следующие варианты:
01, 03, 04, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25

Дата выполнения: 19/04/2012

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт(технический университет)
Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления
В.В. Сотников, Л.Ф. Макарова
Основы теории управления
Методические указания к выполнению контрольных работ
для студентов заочной формы обучения
направления подготовки "Информатика и вычислительная техника"
Санкт-Петербург
2014

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2, 3 на заказ составляет ... руб.
Вариант задания определяется по двум цифрам студенческого шифра.


Контрольная работа 1
Задание 1.1 Записать собственную передаточную функцию для дифференциального уравнения (вариант 1-8)
Записать обобщенную передаточную функцию для дифференциального уравнения (вариант 9-14)
Записать дифференциальные уравнения по известным передаточным функциям (вариант 15-25)
Задание 1.2 Вывести выражение для эквивалентной передаточной функции системы, используя правила преобразования структурных схем.
Задание 1.3 Для структурной схемы одноконтурной САУ, изображенной на рисунке 1.2, с заданными передаточными функциями регулятора и объекта определить показатели точности системы в статике. Пояснить результат решения.
Задание 1.4 Для динамического звена с заданной передаточной функцией построить частотную характеристику в соответствии с данными таблицы 1.2. Пояснить ход решения

Контрольная работа 2
Задание 2.1.1 Определить на основании критерия Гурвица, устойчива ли система, если ее характеристическое уравнение имеет вид
Задание 2.1.2 Определить границы колебательной или апериодической устойчивости системы по коэффициенту K, если ее характеристическое уравнение имеет вид
Задание 2.1.3 Построить область устойчивости для разомкнутой САУ в плоскости параметров T₃ и K, передаточная функция которой имеет вид
W(S)=K/(T₃s+1)(T₂s+1)(T₁s+1)
Задание 2.2.1 Для передаточной функции вида
W(S)=K/(T₁s³+T₂s²+T₃s+1)
построить кривую (годограф) Михайлова D(jω) системы в соответствии с данными таблицы 2.3 и определить устойчива система или нет. Пояснить ход решения
Задание 2.2.2 Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая система описывается дифференциальным уравнением вида
T₁d³x/dt³+T₂d²x/dt²+T₃dx/dt+a_nx=b₀y
используя данные таблицы 2.5. Пояснить ход решения.

Контрольная работа 3
Задание 3.1 Пользуясь корневым методом, определить показатели качества линейной САУ по заданному характеристическому уравнению, коэффициенты которого приведены в таблице 3.1.
Задание 3.2 Определить, управляемость и наблюдаемость системы, заданной уравнениями
Задание 3.3 Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений. При выполнении задания пояснить порядок построения структурной схемы.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт(технический университет)
Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления
Л.Ф. Макарова, Л.В.Гольцева
Проектирование линейной системы автоматической управления
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине
"Основы теории управления"
Санкт-Петербург
2014

Стоимость выполнения курсовой работы по Основам теории управления уточняйте при заказе.

Вариант 02

Проектирование линейной автоматической системы регулирования
Цель проектирования: выбор для одноконтурной АСР типа регулятора, обеспечивающего максимальное быстродействие при отсутствии статической ошибки регулирования.
Основные задачи:
– изучение свойств объекта регулирования;
– исследование влияния законов регулирования и параметров настройки регуляторов на прямые показатели качества работы АСР;
– анализ устойчивости системы.

Содержание
Введение.....3
1 Аналитическая часть.....3
1.1 Задачи структурного и параметрического синтеза АСР.....3
1.2 Свойство объекта регулирования.....3
1.3 Сравнительная оценка различных законов регулирования.....4
1.4 Прямые оценки качества регулирования АСР.....5
2 Практическая часть.....6
2.1 Выбор для заданного одноконтурной АСР типа и параметров настройки регулятора, обеспечивающего максимальное быстродействие при отсутствии статической ошибки регулирования.....6
2.1.1 Получение кривых переходного процесса и импульсной характеристики.....6
2.1.2 Исследование работы АСР с П-регулятором.....7
2.1.3 Исследование работы АСР с ПИ-регулятором.....9
2.2 Анализ качества функционирования спроектированной АСР.....10
Список литературы.....14

Дата выполнения: 15/05/2014

Вариант 16

Проектирование линейной автоматической системы регулирования
Цель проектирования: выбор для одноконтурной АСР типа регулятора, обеспечивающего максимальное быстродействие при отсутствии статической ошибки регулирования.
Основные задачи:
– изучение свойств объекта регулирования;
– исследование влияния законов регулирования и параметров настройки регуляторов на прямые показатели качества работы АСР;
– анализ устойчивости системы.

Содержание
Введение.....3
1 Аналитическая часть.....3
1.1 Задачи структурного и параметрического синтеза АСР.....3
1.2 Свойство объекта регулирования.....3
1.3 Сравнительная оценка различных законов регулирования.....4
1.4 Прямые оценки качества регулирования АСР.....5
2 Практическая часть.....6
2.1 Выбор для заданного одноконтурной АСР типа и параметров настройки регулятора, обеспечивающего максимальное быстродействие при отсутствии статической ошибки регулирования.....6
2.1.1 Получение кривых переходного процесса и импульсной характеристики.....6
2.1.2 Исследование работы АСР с П-регулятором.....7
2.1.3 Исследование работы АСР с ПИ-регулятором.....9
2.2 Анализ качества функционирования спроектированной АСР.....10
Список литературы.....14

Вариант 17

Проектирование линейной автоматической системы регулирования
Цель проектирования: выбор настроек регулятора по заданным критериям оптимальности и характеристикам объекта управления; синтез АСР с заданными настройками и анализ качества регулирования.
Основные задачи:
– изучение свойств объекта регулирования;
– выбор настроек регулятора по заданным критериям и характеристикам объекта управления;
– синтез АСР с заданными настройками;
– анализ прямых оценок качества при различных настройках;
– анализ устойчивости системы.

Содержание
Введение.....3
1 Аналитическая часть.....3
1.1 Задачи структурного и параметрического синтеза АСР.....3
1.2 Свойство объекта регулирования.....3
1.3 Сравнительная оценка различных законов регулирования.....4
1.4 Прямые оценки качества регулирования АСР.....5
2 Практическая часть.....7
2.1 Определение оптимальных настроек ПИ-регулятора.....7
2.1.1 Получение кривых переходного процесса и импульсной характеристики.....7
2.1.2 Определение оптимальной настройки ПИ-регулятора для различных критериев оптимальности переходного процесса в АСР в зависимости от свойства объекта i.....8
2.2 Анализ качества функционирования АСР с оптимальными настройками.....10
Список литературы.....14

Вариант 23

Проектирование линейной автоматической системы регулирования
Цель проектирования: выбор для одноконтурной АСР типа регулятора, удовлетворяющего заданным требованиям, и определение его оптимальных настроек.
Основные задачи:
– изучение свойств объекта регулирования;
– исследование влияния законов регулирования и параметров настройки регуляторов на прямые показатели качества работы АСР;
– анализ устойчивости системы.

Содержание
Введение.....3
1 Аналитическая часть.....3
1.1 Задачи структурного и параметрического синтеза АСР.....3
1.2 Свойство объекта регулирования.....3
1.3 Сравнительная оценка различных законов регулирования.....4
1.4 Прямые оценки качества регулирования АСР.....5
2 Практическая часть.....7
2.1 Выбор для заданного одноконтурной АСР типа и параметров настройки регулятора, удовлетворяющего заданным требованиям, и определение его оптимальным настроек.....7
2.1.1 Построение аппроксимирующей кривой разгона объекта регулирования.....7
2.1.2 Выбор типа регулятора.....8
2.1.3 Расчет оптимальных настроек.....10
Выводы.....11

Вариант 24

Проектирование линейной автоматической системы регулирования
Цель проектирования: выбор настроек регулятора по заданным критериям оптимальности и характеристикам объекта управления; синтез АСР с заданными настройками и анализ качества регулирования.
Основные задачи:
– изучение свойств объекта регулирования;
– выбор настроек регулятора по заданным критериям и характеристикам объекта управления;
– синтез АСР с заданными настройками;
– анализ прямых оценок качества при различных настройках;
– анализ устойчивости системы.

Содержание
Введение.....3
1 Аналитическая часть.....3
1.1 Задачи структурного и параметрического синтеза АСР.....3
1.2 Свойство объекта регулирования.....3
1.3 Сравнительная оценка различных законов регулирования.....4
1.4 Прямые оценки качества регулирования АСР.....5
2 Практическая часть.....7
2.1 Определение оптимальных настроек ПИ-регулятора.....7
2.1.1 Получение кривых переходного процесса и импульсной характеристики.....7
2.1.2 Определение оптимальной настройки ПИ-регулятора для различных критериев оптимальности переходного процесса в АСР в зависимости от свойства объекта i.....8
2.2 Анализ качества функционирования АСР с оптимальными настройками.....10
Список литературы.....14

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
Кафедра систем автоматизированного проектирования и управления
Л. Ф. Макарова
Основы теории управления
Сборник контрольных заданий
для студентов заочной формы обучения
направления подготовки Информатика и вычислительная техника
Санкт-Петербург
2017

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2, 3 уточняйте при заказе.
Номер варианта задания соответствует номеру студента в алфавитном списке учебной группы.


Контрольная работа 1
Задание 1.1 Записать собственную передаточную функцию для дифференциального уравнения (вариант 1-8)
Записать обобщенную передаточную функцию для дифференциального уравнения (вариант 9-14)
Записать дифференциальные уравнения по известным передаточным функциям (вариант 15-25)
Задание 1.2 Вывести выражение для эквивалентной передаточной функции системы, используя правила преобразования структурных схем.
Задание 1.3 Для структурной схемы одноконтурной САУ, изображенной на рисунке 1.2, с заданными передаточными функциями регулятора и объекта определить показатели точности системы в статике. Пояснить результат решения.
Задание 1.4 Для динамического звена с заданной передаточной функцией построить частотную характеристику в соответствии с данными таблицы 1.2. Пояснить ход решения

Контрольная работа 2
Задание 2.1.1 Определить на основании критерия Гурвица, устойчива ли система, если ее характеристическое уравнение имеет вид
Задание 2.1.2 Определить границы колебательной или апериодической устойчивости системы по коэффициенту K, если ее характеристическое уравнение имеет вид
Задание 2.1.3 Построить область устойчивости для разомкнутой САУ в плоскости параметров T₃ и K, передаточная функция которой имеет вид
W(S)=K/(T₃s+1)(T₂s+1)(T₁s+1)
Задание 2.2.1 Для передаточной функции вида
W(S)=K/(T₁s³+T₂s²+T₃s+1)
построить кривую (годограф) Михайлова D(jω) системы в соответствии с данными таблицы 2.3 и определить устойчива система или нет. Пояснить ход решения
Задание 2.2.2 Определить, устойчива ли замкнутая система, если разомкнутая система описывается дифференциальным уравнением вида
T₁d³x/dt³+T₂d²x/dt²+T₃dx/dt+a_nx=b₀y
используя данные таблицы 2.5. Пояснить ход решения.

Контрольная работа 3
Задание 3.1 Пользуясь корневым методом, определить показатели качества линейной САУ по заданному характеристическому уравнению, коэффициенты которого приведены в таблице 3.1.
Задание 3.2 Определить, управляемость и наблюдаемость системы, заданной уравнениями
Задание 3.3 Изобразить структурную схему системы, модель которой описывается системой дифференциальных уравнений. При выполнении задания пояснить порядок построения структурной схемы.