Irányítástechnika I.

Tartalom

1. Bevezetés 5
2. Alapfogalmak 6
2.1 Az irányítás válfajai 11
3. A szabályozás 15
3.1 A szabályozás fajai 15
3.11 Kézi szabályozás 15
3.12 Az önműködő szabályozás 16
3.2 A szabályozási kör 17
3.21 A szabályozási kör szervei 19
3.22 A szabályozási kör főbb jellemzői 28
3.23 Jelek 29
4. A lineáris szabályozó rendszerek jellemzése 32
4.1 A lineáris átviteli tagok jellemzése 32
4.11 A lineáris átviteli tagok differenciálegyenletei 33
4.2 Az átviteli tagok osztályozása a differenciálegyenleteik alapján 36
4.3 Az átviteli függvény 38
4.4 Az átmeneti függvény és súlyfüggvény 40
4.41 A Duhamel-integrál vagy tétel 40
4.42 Az egységugrás és Dirac-impulzus 42
4.43 Az átmeneti függvény 46
4.44 A súlyfüggvény 46
5. Tipikus elemek és átviteli jellemzőik 49
5.1 Az átviteli függvény általános alakja 49
5.2 Arányos késleltetés nélküli tagok 50
5.3 Arányos elsőrendű késleltetéses tagok 50
5.4 Arányos másodrendű késleltetéses tagok 54
5.5 Integráló tagok 61
5.51 Az integráló tagok fajtái és Jellemzői 62
5.52 Időkésés nélküli integráló tag 62
5.6 Elébevágó hatású vagy differenciáló tagok 64
5.61 Időkésés nélküli arányos és differenciáló tagok 65
5.62 Időkésés nélküli arányos másodrendű differenciáló tag 66
5.7 Az arányos holtidős tag 67
6. Az átviteli tagok (hatáslánctagok) összekapcsolása és átviteli függvénye 70
6.1 Soros kapcsolás 70
6.11 Sorbakapcsolt tagok eredő átviteli függvénye 71
6.2 Az átviteli tagok párhuzamos kapcsolása 71
6.21 A tagok összegező kapcsolása 73
6.22 A tagok különbségképző kapcsolása 72
6.3 Az átviteli tagok szembe kapcsolása 74
6.31 Pozitív merev visszavezetés 75
6.32 Negatív merev visszavezetés 76
6.33 Ernyedő visszavezetés 76
6.34 Késleltetett visszavezetés 77
6.35 Késleltetett és ernyedő visszavezetés 78
6.36 A visszavezetéses rendszerek eredő átviteli függvénye 78
7. Az átviteli függvény helygörbéi. Átviteli vagy frekvencia karakterisztika 83
7.1 Az egyenes egyenlete 84
7.2 A kör egyenlete 84
7.3 A kör paraméteregyenese 87
7.4 Magasabbrendű görbék 89
7.5 Reciprok érték szerkesztése 91
7.6 A lineáris átvivő tagok átviteli karakterisztikája, illetve frekvenciafüggvénye 92
7.7 Tipikus átviteli tagok helygörbéi és átviteli karakterisztikái 95
7.71 Arányos időkésleltetés nélküli tag 95
7.72 Arányos időkésleltetéses tag 95
7.73 Arányos másodrendű késleltetéses tag 97
7.731 Lengőtag 97
7.74 Időkésés nélküli integráló tag 101
7.75 Időkésés nélküli arányos differenciáló tag 102
7.76 Arányos holtidős tag 105
7.77 A sorbakapcsolt tagok (felnyitott rendszer) eredő frekvenciafüggvényei és amplitudó-fázis jelleggörbéi 106
7.78 A párhuzamosan kapcsolt tagok frekvenciafüggvénye és amplitudó-fázis jelleggörbéi 106
7.8 A teljes amplitudó-fázis jelleggörbe 107
7.9 Az amplitudó-fázis jelleggörbék, vagy helygörbék jelentősége 109
7.91 Rezonancia 109
7.92 Nagy frekvenciák 109
7.93 Alacsony frekvenciák 110
8. A logaritmikus vagy Bode-diagramok 112
8.1 Logaritmikus egységek 113
8.2 Az átviteli karakterisztika általános alakja 114
8.3 Egyszerűbb átviteli tagok logaritmikus diagramjai 115
8.4 Az általános logaritmikus diagram szerkesztésének menete 127
8.5 Az átviteli tagok jellemző függvényeinek kapcsolata 129
9. Négypólusok, átviteli mátrixok 131
9.1 Elektromos négypólusok, összefüggések és definíciók 134
9.2 A négypólusok összekapcsolása 137
9.3 Mechanikus négypólusok 139
10. A szabályozási kör 144
10.1 A szabályozott szakasz 143
10.11 Önbeállás 146
10.12 A felfutási idő 148
10.13 Tipikus szabályozott szakaszok 148
10.14 Önbeálló, félfutási és holtidő nélküli szakasz 148
10.15 Önbeálló, felfutási idővel rendelkező szakasz 149
10.16 Az önbeálló másodrendű szakasz 151
10.17 Nem önbeálló, felfutási idővel rendelkező szakasz 153
10.18 Nem önbeálló másodrendű szakasz 154
10.19 A holtidős szabályozott szakaszok 155
10.191 Arányos időkésés nélküli holtidős szakasz 155
10.192 Önbeálló elsőrendű késleltetésű holtidős szakasz 156
10.193 A nem önbeálló elsőrendű holtidős szakasz 156
10.2 A szabályozók 161
10.21 A szabályozók típusai 152
10.211 Arányos viselkedésű vagy "P" szabályozó 152
10.212 Integráló viselkedésű vagy "I" szabályozó 155
10.213 Az arányos-integráló vagy "PI" szabályozó 159
10.214 Elébevágó viselkedésű vagy "D" szabályozó 171
10.215 Arányos elébevágó vagy "PD" szabályozó 173
10.216 Arányos integráló és elébevágó vagy "PID" szabályozók 174
11. A zárt szabályozási kör 179
11.1 A szabályozási kör egyenletei 179
11.2 Erősítési tényező - átviteli tényező 180
11.3. A nyitott vagy felhasított szabályozási kör 182
11.4 A vezetés zavarás hatása 184
11.41 A zavarás 184
11.42 A vezetés (elállítás) 187
11.5 Hurkolt szabályozási körök 192
11.6 A visszavezetések célja és a szabályozókörökben megnyilvánuló hatása 197
12. A stabilitás vizsgálata 200
12.1 A stabilitás fogalma és a szabályozási folyamatokban való értelmezése 200
12.2 A stabilitás feltételei 202
12.21 A stabilitás vizsgálata a rendszer differenciálegyenlete alapján 202
12.22 A Routh-Hurwitz-féle stabilitási kritérium 203
12.23 A Michailov-Cremer-Leonhard-kritérium 207
12.24 A Nyquist-féle stabilitási kritérium 210
12.3 Többhurkos visszacsatolt rendszerek vizsgálata 223
12.4 A stabilitás vizsgálat a Bode-diagramok felhasználásával 225
12.5 A Küpfmüller-kritérium 228
12.6 A pólushelygörbék 231
12.61 Bevezetés 231
12.62 A pólushely görbék általános tulajdonságai 235
12.621 Az általános tulajdonságok és jellegzetes pontok 237
12.63 Többszörösen visszacsatolt rendszerek stabilitásvizsgálata a P-helygörbék segítségével 248
13. A szabályozó rendszerek pontossága 250
13.1 A szabályozó rendszerek típusai 251
13.11 0-típusú szabályozó vizsgálata 251
13.12 Az 1-típusú szabályozó vizsgálata 253
13.13 A 2-típusú szabályozó vizsgálata 256
13.2 A szabályozások minőségének javítása 257
13.21 Kompenzálás PD elemmel 259
13.211 2-típusú rendszer kompenzálása 266
13.22 Az arányos és integráló szabályozás megvalósítása 266
13.221 A PI elem méretezése 271
13.23 A PID szabályozás 272
13.231 A PID elem méretezése 273
14. A relatív stabilitás vizsgálat 276
14.1 A relatív stabilitási vizsgálat analitikai módszerei 277
14.2 A relatív stabilitásvizsgálat grafikus módszerei 279
14.3 Nichols-diagramok 282
F.1 Függelék 286
F.1.1 A gyökök multiplicitása 286
F.1.2 Az algebra alapképlete 286
F.1.3 Az egyenlet gyökeinek és együtthatóinak az összefüggése 287
F.1.4 Valós együtthatójú egyenletek 287
F.1.5 Valós együtthatójú egyenletek valós gyöke 288
F.1.6 Magasabb fokú algebrai egyenletek megoldása 288
F.1.61 Harmadfokú egyenletek 288
F.1.62 Negyedfokú egyenletek 293
F.1.63 Ötödfokú egyenletek 298
F.2 A Laplace-transzformáció alapjai 302
F.2.1 A törzsfüggvények lineáris kombinációinak Laplace transzformáltja 303
F.2.2 A differenciálhányados Laplace-transzformáltja 303
F.2.3 Az integrál Laplace-transzformáltja 304
F.2.4 T-val eltolt független változójú függvény Laplace transzformáltja 304
F.2.5 A csillapítási tétel 304
F.2.6 Végértéktétel 305
F.2.7 Kezdő értéktétel 303
F.2.8 Faltung-tétel 306
F.2.9 Kifejtési tétel 306
F.3 Négypólusok 306
F.3.1 Passzív négypólusok 308
F.3.11 Ellenállás-karakterisztika 308
F.3.12 Vezetés karakterisztika 309
F.3.13 Lánckarakterisztika 310
F.3.14 Hibrid karakterisztikák 311
F.3.15 A paraméterek kapcsolata 311
F.3.16 A négypólusok összekapcsolása 312
F.4 Az átviteli függvény szintézise 316

Témakörök