Пояснительнаязаписк а

• Название: Пояснительнаязаписк а
• Дата: 03.02.2021
• Размер: 223.5 Kb.
• Имя файла: 11._rp._sd.03_avtomaticheskie_sistemy.doc
• Тип: Программа; #173722
• страница: 1 из 3

П О Я С Н И Т Е Л Ь Н А Я З А П И С К А.
Программой учебной дисциплины "Автоматические системы" предусматривается изучение принципа действия и характеристик автоматических систем, аналоговых и цифровых вычислительных устройств, применяемых в авиационном и космическом приборостроении и на современных летательных аппаратах.

В результате изучения данной учебной дисциплины студенты должны знать основные положения автоматики и вычислительной техники, принципы построения и особенности работы систем автоматического регулирования и контроля, уметь пользоваться полученными теоретическими знаниями и применять их на практике. Студенты должны знать историю развития автоматики, а также достижения современной науки и роль отечественных и зарубежных ученых в области создания автоматических систем.

Программа рассчитана на знание студентами основ теоретической электротехники, электроники и радиотехники, деталей авиационных приборов, а также основных понятий усилительной и импульсной техники.

В разделе 1 уделено большое внимание классификации элементов автоматических систем, раскрываются особенности датчиков, релейных и усилительных элементов, приводов.

При изложении тем 2.2. - 2.7. раздела 2 необходимо указать на особенности типовых автоматических систем управления, научить студентов анализировать качество работы систем автоматики, их устойчивость, применять различные методы коррекции для улучшения характеристик автоматических систем.

В темах 3.1. и 3.2. раздела 3 раскрывается роль операционных усилителей как основных решающих элементов, применяемых в современных авиационных вычислительных машинах, а также показано широкое применение цифровых ЭВМ в авиационной и космической технике, их совершенствование по увеличению быстродействия, надежности, экономичности, уменьшению габаритов и веса.

При изложении раздела 4 следует уделить большое внимание системам телеуправления и телесигнализации, их роли в современной промышленности, авиации и космосе.

Рабочая программа содержит необходимое количество часов самостоятельных работ (51 час), при выполнении которых студенты должны научиться пользоваться дополнительной литературой, учебными пособиями, уметь выбирать нужные сведения и составлять отчеты и рефераты на заданную тему.

При выполнении практических работ студенты должны овладеть методами определения характеристик отдельных элементов, устройств и систем, уметь решать типовые задачи и примеры.

В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:

• 
  виды элементов автоматики и их функции;
  
• 
  классификацию элементов по различным признакам;
  
• 
  структуру датчика и его основные характеристики;
  
• 
  понятия чувствительного и преобразовательного элементов;
  
• 
  виды датчиков и требования к ним;
  
• 
  применение основных видов датчиков;
  
• 
  принципы действия и основные характеристики реле, магнитных усилителей, приводов;
  
• 
  понятие автоматических систем регулирования;
  
• 
  основные принципы регулирования;
  
• 
  понятие устойчивости системы и качества переходных процессов;
  
• 
  методы определения устойчивости систем;
  
• 
  типовые динамические звенья систем, их характеристики и примеры;
  
• 
  принципы действия аналоговых и цифровых вычислительных устройств и их элементы;
  
• 
  системы телемеханики, телеуправления и телесигнализации;
  

уметь:

• 
  классифицировать элементы автоматики по функциональному признаку;
  
• 
  различать системы автоматического управления, автоматического регулирования и автоматического контроля;
  
• 
  классифицировать датчики и определять их достоинства и недостатки;
  
• 
  рассчитывать основные параметры потенциометрических датчиков, магнитных усилителей, электромагнитных реле;
  
• 
  составлять передаточные функции звеньев и систем;
  
• 
  рассчитывать время регулирования, перерегулирование, колебательность, установившуюся ошибку системы и оценивать качество переходных процессов;
  
• 
  уметь строить динамические характеристики и определять устойчивость системы.
  

По окончании изучения данной учебной дисциплины проводится зачет.

В процессе преподавания рекомендуется широко использовать наглядные пособия, диафильмы и другие технические средства обучения.

Преподавание учебной дисциплины должно соответствовать требованиям государственных стандартов и нормативов, Международной системе единиц (СИ) и Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Наименование разделов и тем	Максимальная учебная нагрузка студента	Количество аудиторных часов При очной форме обучения			Самостоятельная работа студента
		Всего Час.	Лабораторные работы	Практические занятия
1	2	3	4	5	6
Введение	2	2
РАЗДЕЛ 1 Элементы автоматических систем
Тема 1.1. Элементы автоматических систем, общие сведения, классификация	3	2			1
Тема 1.2. Датчики. Основные сведения о датчиках	2	2
Тема 1.3. Параметрические датчики активного сопротивления и их классификация.	4	2			2
Тема 1.4. Параметрические датчики реактивного сопротивления.	2	2
Тема 1.5. Генераторные датчики	2	2
Тема 1.6. Усилительные элементы	8	6		4	2
Тема 1.7. Двухтактные магнитные усилители	2	2
Тема 1.8. Релейные элементы	6	6		4
Тма 1.9. Различные виды реле по области применения	2	2
Тема 1.10. Исполнительные механизмы	2	2
Тема 1.11. Исполнительные устройства с двигателями постоянного и переменного тока.	2	2
ИТОГО ПО РАЗДЕЛУ:	35	30		8	5

1	2	3	4	5	6
РАЗДЕЛ 2 Автоматические системы управления
Тема 2.1.Основные сведения о системах автоматического управления АСР).	2	2
Тема 2.2.Принципы регулирования	2	2
Тема 2.3. Автоматические системы стабилизации и программного регулирования	2	2
Тема 2.4. АСР прямого и непрямого действия. АСР непрерывного и дискретного действия.	4	4		2
Тема 2.5. Статические и астатические системы.	2	2
Тема 2.6. Преобразование Лапласа и передаточные функции.	4	2			2
Тема 2.7.Основные сведения о динамических звеньях	2	2
Тема 2.8. Классификация динамических звеньев и их передаточные функции	10	6		4	4
Тема 2.9. Частотные характеристики динамических звеньев	6	6		4
Тема 2.10. Замкнутые и разомкнутые АСР	2	2
Тема 2.11. Эквивалентные преобразования структурных схем	6	2			4
Тема 2.12. Качество процессов регулирования	4	4		2
Тема 2.13. Методы оценки качества процессов регулирования	2	2
Тема 2.14. Анализ устойчивости САУ	2	2
Тема 2.15. Устойчивость САУ в «малом» и в «большом»	2	2
Тема 2.16. Критерии устойчивости	16	10		8	6
Тема 2.17. Корректирующие устройства	2	2
Тема 2.18. Улучшение качества процесса регулирования	2	2
ИТОГО ПО РАЗДЕЛУ:	72	56		20	16

1	2	3	4	5	6
РАЗДЕЛ 3 Цифровые системы автоматического управления.
Тема 3.1. Типовая структура цифровых электронно-вычислительных машин (ЭВМ)	2	2
Тема 3.2. Основные характеристики ЭВМ	2	2
Тема 3.3. Цифровые ЭВМ в составе автоматических систем управления. ЭВМ общего назначения	2	2
Тема 3.4. Управляющие вычислительные комплексы	2	2
ИТОГО ПО РАЗДЕЛУ:	8	8
РАЗДЕЛ 4 Системы телеуправления
Тема 4.1. Общие сведения, назначение и область применения систем телемеханики.	2	2
Тема 4.2. Телеизмерительные системы, их классификация	6	2			4
Тема 4.3. Каналы связи. Системы телеуправления и телесигнализации.	2	2
ИТОГО ПО РАЗДЕЛУ:	10	6			4
ИТОГО ПО ДИСЦИПЛИНЕ:	127	102		28	25

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Содержание учебной дисциплины, его связь с другими предметами. История развития автоматики. Первые автоматические регуляторы.

Роль отечественных и зарубежных ученых в разработке теоретических основ автоматического регулирования.

Применение новых инженерных методов расчета при проектировании и эксплуатации автоматических систем.

Значение систем автоматики для авиационной и космической техники.
РАЗДЕЛ 1
ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ
Тема 1.1. Элементы автоматических систем, общие сведения

и классификация

В результате изучения темы 1.1. студенты должны:

знать:

• 
  виды элементов автоматики и их функции;
  
• 
  основные характеристики элементов автоматики;
  
• 
  понятие обратной связи (ОС);
  
• 
  виды ОС;
  

уметь:

• 
  классифицировать элементы автоматики по функциональному признаку;
  
• 
  различать системы автоматического управления, автоматического регулирования и автоматического контроля.
  

Виды элементов автоматики и их функции. Классификация элементов по функциональному признаку: датчики, усилители, реле, исполнительные элементы.

Общие характеристики элементов автоматики: статические и динамические характеристики, коэффициенты передачи, чувствительность, порог чувствительности, постоянная времени, погрешности. Обратная связь, определение и виды.
Самостоятельная работа № 1 «Определение коэффициента преобразования элементов, охваченных положительной и отрицательной обратной связью» с использованием основной литературы [1] (1 час).

Тема 1.2. Датчики. Основные сведения о датчиках
В результате изучения темы 1.2. студенты должны:
знать:

• 
  структуру датчика и его основные характеристики;
  
• 
  понятия чувствительного и преобразовательного элементов;
  
• 
  виды датчиков и требования к ним;
  
• 
  применение основных видов датчиков;
  

Основные сведения о датчиках. Чувствительный и преобразовательный элементы. Структура датчика и его характеристики. Классификация датчиков и требования к ним.

Параметрические датчики активного сопротивления и их классификация.

Тема 1.3. Параметрические датчики активного сопротивления и их классификация

В результате изучения темы 1.3. студенты должны:
знать:

• 
  понятие параметрических датчиков активного сопротивления;
  
• 
  виды параметрических датчиков и требования к ним;
  
• 
  применение основных видов параметрических датчиков активного сопротивления;
  
• 
  основные достоинства и недостатки параметрических датчиков.
  

Параметрические датчики активного сопротивления и их классификация. Контактные, реостатные и потенциометрические датчики.

Тензодатчики, их характеристики и применение.Терморезисторы, их конструкция и основные параметры. Применение терморезисторов.
Самостоятельная работа № 2. «Расчет параметров потенциометрических датчиков» с использованием основной литературы [4] (2 часа).

Тема 1.4. Параметрические датчики реактивного сопротивления.
В результате изучения темы 1.4. студенты должны:
знать:

• 
  понятие параметрических датчиков реактивного сопротивления;
  
• 
  виды датчиков реактивного сопротивления и требования к ним;
  
• 
  конструкции и применение основных видов датчиков реактивного сопротивления;
  
• 
  основные достоинства и недостатки датчиков.
  

Параметрические датчики реактивного сопротивления: индуктивные, емкостные.

Конструкция. Применение. Достоинства и недостатки.


Тема 1.5. Генераторные датчики
В результате изучения темы 1.5. студенты должны:
знать:

• 
  понятие генераторных датчиков;
  
• 
  виды генераторных датчиков и требования к ним;
  
• 
  конструкции и применение основных видов генераторных датчиков;
  
• 
  основные достоинства и недостатки датчиков.
  

Основные сведения о генераторных датчиках. Виды генераторных датчиков: термоэлектрические, пьезоэлектрические, тахометрические.

Конструкция. Достоинства и недостатки. Применение.

Тема 1.6. Общие сведения об усилительных элементах
В результате изучения 1.6. студенты должны:
знать:

• 
  принцип действия магнитного усилителя, его основные свойства;
  
• 
  основные характеристики усилителей, расчетные соотношения;
  
• 
  классификацию усилителей;
  
• 
  назначение и область применения различных видов усилителей;
  

уметь:

• 
  различать виды усилителей;
  
• 
  рассчитывать основные параметры магнитных усилителей.
  

Общие сведения об усилителях, назначение, классификация, основные характеристики усилителей. Область применения различных видов усилителей.

Принцип действия и основные соотношения магнитного усилителя, основные свойства и область применения.

Однотактные магнитные усилители без обратной связи, основные соотношения.
Самостоятельная работа № 3. Составление конспекта по теме: "Схема и принцип работы дроссельного магнитного усилителя на двух сердечниках" с использованием основной литературы [1], [2] (2 часа).
Практическое занятие № 1. "Расчет параметров магнитных усилителей"(4 часа)
Тема 1.7. Двухтактные магнитные усилители
В результате изучения 1.7. студенты должны:
знать:

• 
  принцип действия двухтактного магнитного усилителя, его основные свойства;
  
• 
  влияние обратной связи на характеристики усилителя;
  
• 
  понятие коэффициента обратной связи;
  
• 
  применение двухтактных магнитных усилителей, достоинства и недостатки.
  

Двухтактные магнитные усилители без обратной связи. Магнитные усилители с обратной связью по току и по напряжению. Коэффициент обратной связи.

Статические характеристики магнитного усилителя с обратной связью.

Применение двухтактных магнитных усилителей. Достоинства и недостатки.
Тема 1.8. Релейные элементы
В результате изучения темы 1.4 студенты должны:
знать:

• 
  общие сведения о релейных элементах;
  
• 
  особенности и основные характеристики реле;
  
• 
  классификацию реле по принципу действия;
  
• 
  виды контактов реле, их устройство и классификацию;
  
• 
  требования к контактам реле;
  
• 
  основные причины искрообразования и схемы искрогашения;
  

уметь:

• 
  различать нормально открытые, нормально закрытые контакты и контакты переключения;
  
• 
  уметь рассчитывать параметры и основные характеристики электромагнитных реле.
  

Общие сведения о релейных элементах, их классификация и основные параметры. Электрические реле и их классификация по принципу действия: электромагнитные нейтральные и поляризованные реле постоянного тока, электромагнитные реле переменного тока, магнитоэлектрические реле, электронные и бесконтактные магнитные реле.

Контакты реле: определение, устройство и классификация. Требования к контактам реле. Схемы искрогашения. Методика расчета реле.
Практическое занятие № 2. "Расчет параметров электромагнитного нейтрального реле" (2 часа).
Практическое занятие № 3. "Расчет параметров обмотки и времени срабатывания электромагнитного нейтрального реле" (2 часа).
Тема 1.9. Различные виды реле по области применения
В результате изучения темы 1.9. студенты должны:

знать:

• 
  виды реле по области применения: поляризованные реле, реле времени, тепловые реле и др.
  
• 
  конструкцию и применение бесконтактных реле;
  
• 
  достоинства и недостатки различных видов реле.
  

Электромагнитные поляризованные реле: определение, основные схемы и конструктивные особенности.

Реле времени. Индукционные реле. Электротепловые реле. Электронные и фотоэлектронные реле. Контакторы. Бесконтактные реле: электронные, транзисторные, магнитные. Тиристорные реле.

Области применения. Достоинства и недостатки.

Тема 1.10. Исполнительные механизмы
В результате изучения темы 1.10. студенты должны:
знать:

• 
  сущность процессов, происходящих в электроприводе;
  
• 
  принцип действия и основные характеристики различных видов исполнительных устройств;
  
• 
  понятие эквивалентной схемы привода;
  
• 
  назначение и виды исполнительных устройств.
  

Назначение, виды и характеристики исполнительных устройств. Электрические исполнительные устройства. Исполнительные устройства с электромагнитным приводом.

Переходные процессы в электроприводе, уравнение движения электропривода.


Тема 1.11. Исполнительные устройства с двигателями постоянного и переменного тока.
В результате изучения темы 1.11. студенты должны:
знать:

• 
  виды схем исполнительных устройств с двигателям постоянного тока;
  
• 
  виды схем исполнительных устройств с двигателями переменного тока;
  
• 
  основные конструкции поршневых и мембранных исполнительных устройств.
  
• 
  электромеханическую постоянную времени электродвигателя.
  

Исполнительные устройства с двигателями постоянного тока: принцип действия и основные уравнения. Электромеханическая постоянная времени электродвигателя.

Исполнительные устройства с двигателями переменного тока. Основные конструктивные схемы.