SPIS TREŚCI
1. Wiadomości wstępne... 1
1.1. Wprowadzenie... 1
1.2. Pojęcia podstawowe... 2
1.3. Sygnały w układach automatyki... 17
1.4. Klasyfikacja układów automatycznej regulacji (u.a.r)... 21
2. Wybrane zagadnienia matematyki wykorzystywane do opisu liniowych układów automatyki... 22
2.1. Przekształcenie Laplace’a... 22
2.2. Zastosowanie przekształcenia Laplace’a do rozwiązywania liniowych zwyczajnych równań różniczkowych o stałych współczynnikach... 28
2.3. Linearyzacja równań nieliniowych... 31
3. Metody matematycznego opisu właściwości liniowych elementów i układów automatyki... 38
3.1. Równanie ruchu... 38
3.2. Transmitancja operatorowa... 39
3.3. Charakterystyka statyczna i charakterystyki dynamiczne... 42
3.3.1. Charakterystyka statyczna... 42
3.3.2. Charakterystyki dynamiczne... 43
3.4. Charakterystyki częstotliwościowe; transmitancja widmowa... 45
3.5. Doświadczalne wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych... 53
3.6. Charakterystyki częstotliwościowe szeregowego połączenia elementów.... 55
4. Schematy blokowe; algebra schematów blokowych... ... 57
5. Liniowe człony dynamiczne... 64
5.1. Człony podstawowe (elementarne)... 64
5.1.1. Człon proporcjonalny... 66
5.1.2. Człon inercyjny... 70
5.1.3. Człon całkujący... 79
5.1.4. Człon różniczkujący idealny... 84
5.1.5. Człon różniczkujący rzeczywisty... 85
5.1.6. Człon oscylacyjny... 90
5.1.7. Człon opóźniający... 97
5.2. Elementy wielowejściowe... 99
2
6. Zastosowanie metody schematów blokowych do analizy właściwości układów
automatyki... 104
7. Obiekty regulacji... 115
7.1. Analiza właściwości przykładowych obiektów regulacji... 116
7.2. Klasyfikacja obiektów regulacji... 127
7.3. Metody tworzenia matematycznego opisu właściwości obiektów regulacji... 128
7.3.1 Modele matematyczne wykorzystywane do opisu statycznych obiektów regulacji... 132
7.3.2. Modele matematyczne wykorzystywane do opisu astatycznych obiektów regulacji... 140
7.3.3. Metodyka eksperymentalnego wyznaczania charakterystyk czasowych obiektów regulacji... 141
8. Regulatory ... 143
8.1. Miejsce i rola regulatora w układzie regulacji... 143
8.2. Klasyfikacja regulatorów... 147
8.3. Matematyczny opis regulatorów PID o działaniu ciągłym... 150
8.3.1. Algorytm P... 151
8.3.2. Algorytm I... 153
8.3.3. Algorytm PI... 154
8.3.4. Idealny i rzeczywisty algorytm PD... 156
8.3.5. Idealny algorytm PID... 161
8.3.6. Rzeczywisty algorytm PID... 164
8.4. Techniczna realizacja regulatorów PID... 167
9. Stabilność liniowych układów regulacji... 170
9.1. Ogóle warunki stabilności liniowych układów regulacji... 171
9.2. Kryterium Hurwitza... 176
9.3. Kryterium stabilności Nyquista. Zapasy stabilności... 182
10. Jakość liniowych układów automatycznej regulacji... 191
10.1. Dokładność statyczna liniowego układu regulacji... 193
10.2. Jakość dynamiczna... 197
10.2.1. Wskaźniki przebiegu przejściowego... 197
10.2.2. Całkowe wskaźniki jakości regulacji... 202
3
11. Dobór rodzaju, algorytmu i nastaw regulatora ... 205
11.1. Wybór rodzaju i algorytmu regulatora ... 205
11.2. Dobór nastaw regulatorów o sygnale ciągłym ... 206
11.2.1. Metoda Zieglera – Nicholsa ... 208
11.2.2. Tabelaryczne metody doboru nastaw ... 212
12. Wprowadzenie do sterowania procesami dyskretnymi ... 215
13. Podstawy matematyczne sterowania logicznego ... 218
13.1. Kody binarne liczb całkowitych nieujemnych ... 218
13.2. Funkcje logiczne dwuwartościowe ... 221
13.3. Algebra Boole’a ... 223
13.4. Synteza funkcji logicznych ... 224
13.5. Minimalizacja funkcji logicznych ... 227
13.5.1. Minimalizacja metodą przekształceń algebraicznych ... 228
13.5.2. Metoda Quine’a – McCluskey’a ... 229
13.5.3. Metoda tablic Karnaugha ... 233
13.6. Minimalizacja funkcji logicznych nie w pełni określonych ... 238
14. Techniczne realizacje układów kombinacyjnych ... 240
14.1. Układy przekaźnikowe ... 240
14.2. Budowa układów kombinacyjnych z elementów logicznych ... 244
14.3. Stany przejściowe w układach kombinacyjnych; hazard ... 247
15. Układy sekwencyjne ... 250
15.1. Pojęcia podstawowe ... 250
15.2. Metody opisu działania układów sekwencyjnych ... 252
15.3. Przerzutniki ... 253
16. Projektowanie układów sekwencyjnych o programach rozgałęzionych ... 256
17. Projektowanie układów sekwencyjnych o programach liniowych ... 270
