Podstawy regulacji automatycznej

PRZEDMOWA 5
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 7
1. POJĘCIA PODSTAWOWE 9
2. CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE I PODZIAŁ UKŁADÓW REGULACJI AUTOMATYCZNEJ 12
2.1. Charakterystyki statyczne 12
2.2. Podział układów regulacji automatycznej 15
3. UKŁADY LINIOWE REGULACJI CIĄGŁEJ 19
3.1. Metody opisu matematycznego stacjonarnych układów liniowych o jednym wejściu i jednym wyjściu 19
3.1.1. Metoda równań Lagrange’a 19
3.1.2. Równanie wejścia–wyjścia 20
3.1.3. Przekształcenie Laplace’a 22
3.1.4. Transmitancja operatorowa i widmowa 28
3.1.5. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe 35
3.1.6. Metoda przestrzeni stanów 38
3.2. Podstawowe elementy liniowe układów regulacji 50
3.2.1. Element bezinercyjny (proporcjonalny) 50
3.2.2. Element inercyjny I rzędu 52
3.2.3. Element inercyjny II rzędu 57
3.2.4. Element dwuinercyjny 62
3.2.5. Element oscylacyjny II rzędu 68
3.2.6. Element n-inercyjny 83
3.2.7. Element całkujący 85
3.2.8. Element całkujący z inercją 88
3.2.9. Element różniczkujący 92
3.2.10. Element różniczkujący z inercją 95
3.2.11. Element opóźniający 99
3.3. Statyczne i astatyczne obiekty regulacji 102
3.3.1. Obiekty statyczne 102
3.3.2. Obiekty astatyczne 105
3.4. Przekształcanie schematów blokowych 108
3.5. Stabilność liniowych układów regulacji automatycznej 114
3.5.1. Badanie stabilności układu na podstawie transmitancji operatorowej 114
3.5.2. Badanie stabilności układu na podstawie równania stanu 117
3.5.3. Kryteria stabilności119
3.5.4. Metoda linii pierwiastkowych 129
3.5.5. Metoda przestrzeni i płaszczyzny fazowej 133
3.6. Regulatory 137
3.6.1. Regulator proporcjonalny (P) 137
3.6.2. Regulator proporcjonalno-całkujący (PI) 139
3.6.3. Regulator proporcjonalno-różniczkujący (PD) 144
3.6.4. Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący (PID) 149
3.6.5. Regulator rozmyty 157
3.7. Jakość regulacji 159
3.7.1. Dokładność statyczna 159
3.7.2. Wskaźniki jakości dotyczące odpowiedzi skokowej 164
3.7.3. Zjawisko windup 167
3.7.4. Wskaźniki jakości dotyczące charakterystyki częstotliwościowej 169
3.7.5. Całkowe wskaźniki jakości 171
3.7.6. Zagadnienie wrażliwości 173
3.8. Związki między charakterystykami częstotliwościowymi układów otwartego i zamkniętego 177
3.8.1. Wykresy Halla 177
3.8.2. Wykresy Nicholsa 180
3.9. Analiza wpływu typu i nastaw regulatora na jakość regulacji 183
3.9.1. Układ regulacji z obiektem statycznym 183
3.9.2. Układ regulacji z obiektem astatycznym 192
3.10. Korekcja w układach regulacji 197
3.10.1. Rodzaje korekcji 197
3.10.2. Korekcja szeregowa 198
3.10.3. Korekcja równoległa 201
3.10.4. Korekcja ze sprzężeniem zwrotnym 204
4. UKŁADY LINIOWE REGULACJI DYSKRETNEJ 206
4.1. Wprowadzenie 206
4.2. Modele dyskretne obiektów regulacji 208
4.2.1. Dyskretne równanie wejścia–wyjścia 208
4.2.2. Przekształcenie Z 210
4.2.3. Transmitancja dyskretna 218
4.2.4. Dyskretne równania stanu i równanie wyjścia 220
4.3. Stabilność liniowych układów regulacji dyskretnej 237
4.3.1. Warunek stabilności 237
4.3.2. Kryteria stabilności 240
4.4. Regulacja impulsowa 244
4.4.1. Impulsator idealny 245
4.4.2. Impulsator rzeczywisty 245
4.4.3. Transmitancja dyskretna układu regulacji impulsowej 246
4.4.4. Analiza układu regulacji impulsowej 249
4.5. Regulacja cyfrowa 251
4.5.1. Wprowadzenie 251
4.5.2. Próbkowanie i kwantowanie 252
4.5.3. Ekstrapolator rzędu zerowego 254
4.5.4. Regulator cyfrowy PID 254
4.5.5. Transmitancja dyskretna układu regulacji cyfrowej 256
4.5.6. Analiza układu regulacji cyfrowej 265
4.6. Związek między dyskretnymi i ciągłymi charakterystykami częstotliwościowymi 267
5. NIELINIOWE UKŁADY REGULACJI 270
5.1. Regulacja dwupołożeniowa – metody analizy 270
5.1.1. Metoda klasyczna 271
5.1.2. Metoda płaszczyzny fazowej 274
5.1.3. Metoda funkcji opisującej 276
5.2. Regulacja trójpołożeniowa – metody analizy 280
5.2.1. Metoda klasyczna 282
5.2.2. Metoda płaszczyzny fazowej 283
5.2.3. Metoda funkcji opisującej 286
BIBLIOGRAFIA 289