Автоматика. Аппаратура систем автоматического управления и регулирования (преобразователи и датчики, сервоприводы, сервоусилители, автореле и др.). Техническая кибернетика. Техника автоматизации (Компьютеры - см. 004)

Цель: разработка динамических математических моделей управляемых технологических процессов осушки природ- ного газа. Результаты: разработана концептуальная модель тепло- и массообменных процессов комплекса технологи- ческих систем «Абсорбция – Десорбция» как объекта управления, характеризующаяся взаимосвязью разнородных фи- зических процессов, структурой и обоснованным выбором входных, внутренних, измеряемых и управляемых величин. На основе концептуальной модели разработаны и исследованы математические модели управляемых массообменных процессов в абсорбере насадочного типа и теплообменных процессов в испарителе и аппарате воздушного охлажде- ния, отличающиеся обоснованным принятием допущений, пространственной распределенностью величин и учетом функциональной зависимости скорости газообразной фазы от внешних и внутренних возмущающих факторов, что по- зволяет адекватно управлять процессами в условиях изменения этих факторов. Предложено многорежимное регули- рование моделируемых процессов. Практическая значимость: разработанные математические модели управляемых массо- и теплообменных процессов абсорбционной осушки природного газа позволяют объяснять и прогнозировать по- ведение комплекса технологических систем типовых установок комплексной подготовки газа при различных режимах функционирования. Применение многорежимного регулирования обеспечивает поддержание заданного качества газа в широких интервалах изменения давления, температуры и расхода.

В данной монографии рассматривается обработка сигналов с датчиков вихревых расходомеров с целью определения частоты срыва вихрей при прохождении измеряемой среды (жидкость, газ) в области расположения тела обтекания. На основе данной частоты можно рассчитывать скорость и движения среды и расход.

Пособие подготовлено в соответствии требованиями ФГОС ВПО направления подготовки магистров, содержит дидактически и методически обработанный, иллюстрированный и систематизированный авторами материал, способствующий формированию у студентов соответствующих общекультурных и профессиональных компетенций. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.04.04 (220700.68) – Автоматизация технологических процессов и производств очной и заочной форм обучения. Магистерская программа «Автоматизация и управление технологическими процессами».

О номинантах четвертой ежегодной премии "IT-ЛИДЕР", присуждаемой корпоративным организациям и их IT-руководителям за вклад в развитие информационных технологий в России.

Учебно-методическое пособие предназначено для определения электромагнитной обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях в местах расположения автоматических и автоматизированных систем управления. Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре «Электроснабжение».

В книге рассмотрены вопросы структурно-параметрического синтеза систем автоматического управления (САУ) интервальными объектами, математическую основу которых составляет метод гарантирующего управления и максимальная степень устойчивости, а также алгоритмы аппроксимирующего управления для широкого спектра нелинейных характеристик и алгоритмы, полученные на базе нечеткой логики и нейронных сетей. Адресована научным работникам и инженерам при проектировании САУ сложными динамическими объектами и технологическими процессами, а также аспирантам специальностей 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами и 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации.

Пособие подготовлено в соответствии с требованиями ФГОС ВПО направления подготовки магистров, представляет курс лекций, в котором содержится дидактически и методически обработанный, иллюстрированный и систематизированный авторами материал, способствующий формированию у студентов соответствующих общекультурных и профессиональных компетенций. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.04.04 (220700.68) – Автоматизация технологических процессов и производств.

Изложены вопросы проектирования систем автоматизации, приведены сведения о нормативных документах, используемых при проектировании систем автоматизации химико-технологических и других технологических процессов. Даны рекомендации по содержанию, разработке и оформлению раздела «Автоматизация технологических процессов» дипломного проекта по специальностям 240125 и 260103. Изложены требования к графической части и структурным элементам данного раздела пояснительной записки. Приведен пример выполнения ФСА «Автоматизация технологических процессов» дипломного проекта.

Приведены сведения по построению АСУТП на базе концепции открытых систем, а также по функциональным задачам АСУТП, программируемым логическим контроллерам, компьютерным сетям. Предназначено для магистров, обучающихся по специальности «Технологические машины и оборудование».

Изложены основные принципы построения асинхронных частотно- регулируемых электроприводов. Проведен анализ технического уровня современных асинхронных двигателей и преобразователей частоты. Рассмотрены принципы построения математических моделей трехфазных асинхронных двигателей с позиций теории обобщенной электрической машины. Приведены результаты анализа системных свойств разомкнутого электропривода с силовым полупроводниковым преобразователем и асинхронным двигателем, таких как управляемость, наблюдаемость и чувствительность. Даны рекомендации по использованию полученных результатов в системах частотно-регулируемого электропривода с асинхронными двигателями.

Рассмотрены методические вопросы написания и оформления пояснительной записки и графического материала выпускной квалификационной работы по автоматизации технологических процессов и производств. Даны пояснения по всем вопросам, включенным в пояснительную записку, в том числе и по расчетной части. Приведены примеры некоторых из расчетов. Даны описания оформления графического материала дипломного проекта. Приведены формы заказных спецификаций на средства автоматизации.

Является руководством к выполнению курсового проекта по курсам «Интегрированные системы проектирования и управления», «Проектирование АСОИУ». Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств», 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», а также по направлениям 220400 «Управление в технических системах», 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств», 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Содержит методику компьютерного исследования частотных характеристик типовых элементарных звеньев в программной среде VisSim.

Содержат задание, варианты исходных данных и примеры выполнения лабораторной работы «Исследование моделей простейших типовых звеньев».

Учебное пособие предназначено для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов») и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей. Содержит примеры решения задач по линейным системам автоматического управления.

Живые организмы часто демонстрируют удивительные способности, которые вдохновляют людей на поиск новых инженерных решений старых проблем. Книга известного профессора Шигео Хиросэ из Токийского технологического института стала классической в области робототехники, но при этом не потеряла своей актуальности и значимости. В ней представлены исследования, посвященные передвижению змей, а также применению полученных знаний к новому классу роботов, передвигающихся подобно змеям. Автор дает описание потенциальных сфер применения таких роботов, утверждая, что они будут весьма востребованы в будущем, когда развитие технологий достигнет подходящего уровня.

Цель: на основе результатов анализа известных методов сокращения трудоемкости статистического моделирования продемонстрирована актуальность решения задачи поиска эффективных методов построения упрощенной модели ис- следуемой системы. Необходимо разработать подход к поиску приближенного решения системы, позволяющего рас- ширить применимость методов сокращения трудоемкости статистического моделирования. Результаты: обоснована актуальность проведения исследований в области поиска методов построения упрощенных систем, разработан подход к упрощенному моделированию. Для нахождения упрощенного решения системы предлагается использовать построе- ние «карты высот», позволяющей снизить трудоемкость моделирования. Такой подход обладает высокой эффективно- стью и не требует предварительных исчерпывающих знаний о статистических свойствах моделируемой системы. Про- демонстрирована высокая эффективность метода для систем, которые сложно описывать полиномиальными моделями. Практическая значимость: результаты исследований могут быть использованы в задачах сокращения трудоемкости статистического моделирования для повышения их эффективности в условиях неизвестности статистических характеристик моделируемых систем. doi:10.15217/issn1684-8853.2015.1.43

Лабораторный практикум предназначен для более глубокого освоения студентами дисциплины «Радиоавтоматика». Изучаются методы анализа и коррекции линейных непрерывных систем и систем с прерывистым режимом работы. Практикум состоит из описания четырех лабораторных работ.

Приведено описание выполнения четырех лабораторных работ с системой связанных баков: моделирование нелинейного объекта управления, идентификация параметров нелинейной модели, моделирование линеаризованного объекта управления, модальный синтез регулятора для верхнего бака. Работы выполняются с использованием пакета MATLAB.

Учебно-методическое пособие содержит описание выполнения четырех лабораторных работ по разделу «Линейные системы». Работы выполняются в пакете MATLAB с использованием стенда «Тележка с подвижным маятником». Приведены описание стенда, математическая модель объекта управления, требования к оформлению отчета и контрольные вопросы.

Учебно-методическое пособие посвящено программно-инструментальному комплексу «Магнитная левитация» по дисциплине «Теория автоматического управления» и может применяться в рамках лабораторного практикума, курсового проектирования, подготовки выпускной квалификационной работы студента. Основное внимание уделено идентификации и синтезу регуляторов неустойчивого нелинейного объекта с использованием пакета MATLAB.

Приведены контрольные задания для студентов заочной формы обучения. Предназначены для студентов заочной формы обучения механических и технологических специальностей при изучении ими курса автоматизации технологических процессов.

Во второе пособие по специальности «Системы автоматического управления» авторы включили оригинальные тексты из американских и британских научных изданий, посвященные проблемам классической и современной теории управления, а также лексико-грамматические задания и упражнения, позволяющие усвоить соответствующую терминологию, развить и закрепить навыки чтения и перевода научно-технической литературы на английском языке.

Приведено описание технических средств моделирования интеллектуальных систем при использовании современной элементной базы. К таким средствам относятся микропроцессоры, транспьютеры, сигнальные процессоры, нейрокомпьютеры и оптические процессоры. Рассмотрены интегрированная среда моделирования и моделирующие комплексы (аналоговые и аналого-цифровые). На конкретных примерах описаны стенды для физического и полунатурного моделирования. Автоматизация моделирования также рассмотрена на примере описания интеллектуальных технологий в автоматизации проектирования систем управления базами моделей. Рассмотрены интеллектуальные средства моделирования сети Интернет: электронная почта, доски объявлений, телеконференции. Приведены оценки качества и эффективности работы систем, а также требования к техническим средствам стендов с точки зрения обеспечения надежности их работы.

Представлены учебно-методические материалы, необходимые при выполнении лабораторно-практических работ. Основное внимание уделено программируемым промышленным контроллерам и инструментальным программным средствам двухуровневых систем. Нижний уровень систем обеспечивает решение задач непосредственного автоматического управления, верхний - предоставляет человеку возможность оперативного управления в автоматизированных системах, направленного на осуществление контроля за объектом управления и воздействия на него.

Рассмотрены устройство и программирование однокристальных микроконтроллеров на примере широко распространенного восьмиразрядного микроконтроллера семейства MCS-51. Предполагаетcя знание первой части учебного пособия «Функции, структура и элементная база систем автоматического управления», в которой заложены основы единого подхода к проектированию механических, электронных и программных компонентов технологического оборудования, и умение постановки четких технических заданий и технических предложений на начальных этапах проектирования.

В части 1 рассмотрен математический аппарат, применяемый в теории дискретных систем автоматического управления: элементы теории разностных уравнений, дискретное преобразоваиие Лапласа, его связь с преобразованием Лапласа непрерывных функций. Дано определение математических моделей дискретных автоматических систем. Рассмотрены понятия передаточных функций и частотных характеристик дискретных систем, а также способы их определения. Изложены методы анализа дискретных систем. В части 2 исследована устойчивость линейных дискретных систем автоматического управления (САУ), рассмотрены алгебраические и частотные критерии устойчивости, а также метод синтеза дискретных САУ с использованием логарифмических частотных характеристик (построение желаемых частотных характеристик, реализация последовательных и параллельных корректирующих устройств). Достаточно подробно изложен метод пространства состояний для дискретных САУ. Приведены способы определения уравнений состояний дискретных САУ с одним входом и одним выходом, критерии управляемости и наблюдаемости как для нестационарных, так и для стационарных линейных дискретных систем. Описана процедура синтеза модального управления и рассмотрено построение наблюдающих устройств полного и неполного порядка.

В пособии рассмотрены такие общие понятия, как система, информационный процесс, модель, перечислены типы систем и моделей, дано представление о системном моделировании, формировании процессов управления в системах, построении моделей и их использовании при исследовании процессов управления, концепции интеллектуальных систем.

Рассмотрены основы применения решателя инженерных задач, предназначенного для автоматизации решения расчетных и логических задач. Изложены способы описания знаний предметной области с использованием естественного языка и табличных форм представления методик исходных нормативно-справочных документов. Основное внимание уделено процессу создания специалистами информационного обеспечения для автоматизированного решения различных задач технологического проектирования. Приведена методика формализации технологических знаний средствами решателя инженерных задач и ее использование в учебном процессе.

Методические указания посвящены анализу и синтезу систем автоматического регулирования. Описана методика моделирования линейной и нелинейной систем регулирования, системы с запаздыванием, исследовано влияние некоторых параметров названных систем на вид переходного процесса. Проведен анализ влияния параметров регулятора на выбранные критерии качества работы системы. Представлено описание универсальной программы «Моделирование в технических устройствах (МВТУ 3.7)», позволяющей проводить моделирование и оптимизацию систем автоматического регулирования и управления теплоэнергетических установок на ЭВМ.

В методических указаниях приведено описание экспериментальной установки по исследованию системы автоматического регулирования (САР) давления в проточной пневматической емкости. Описаны лабораторные работы по исследованию статических и динамических характеристик элементов САР и всей системы в целом.

Дано описание управляющей системы FST 202С, работающей в составе электропневматических систем управления и используемой для решения задач автоматизации технологических процессов, представленных в формализованном виде - в виде циклограмм. Приведены основные сведения о языке программирования АWL, рассмотрены особенности программирования контроллера и примеры построения электропневматических систем управления, в которых исполнительная часть выполнена на базе пневматических средств, а управляющая часть - в виде программы управления свободно программируемого контроллера РРС 202С (фирмы FESTO, Германия).

Проиллюстрированы методы теории автоматического управления на примерах и показаны методы использования математических программных систем для решения практических задач в рамках дисциплин «Теория автоматического управления», «Управление в технических системах». Практические занятия выполняются на персональных компьютерах в операционной среде Windows с установленной системой MatLab 6.Х и пакетом прикладных программ Contгol System Toolbox и Simulink.

Изложены вопросы программирования и конфигурирования промышленных сетей Modbus, Modbus Plus, Ethernet и др. Для студентов, изучающих курсы «Управление в технических системах», «Основы автоматики и системы автоматического управления», «Проектирование интегрированных систем управления производственными процессами», «Управляющие ЭВМ и комплексы», «Алгоритмическое и программное обеспечение систем управления». Настоящее издание будет полезным также для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов технических университетов.

Приведены правила и примеры преобразования структурных схем линейных непрерывных стационарных систем автоматического управления, необходимые для решения задач проектирования и исследования указанных систем.

В работе приведено описание трех лабораторных работ по курсу «Статистическая динамика систем автоматического управления» с использованием ПЭВМ и пакета MATLAB 7, посвященных формированию случайных процессов с заданными характеристиками, анализу линейной непрерывной автоматической системы при воздействии на нее случайного процесса и исследованию автоматической системы при воздействии на нее случайного сигнала и помехи. Методические указания содержат необходимые математические формулы, сведения о пакете MATLAB 7, необходимые при проведении лабораторных работ, а также примеры проведения исследований.

Рассмотрены вопросы проектирования и реализации автоматизированных систем управления на основе программно-технических комплексов, включающих программируемые промышленные контроллеры и инструментальные программные средства. Основное внимание уделено системам двух уровней: нижнего, обеспечивающего решение задач автоматического регулирования, и верхнего, обеспечивающего возможность оперативного управления.

Изложены вычислительные проблемы решения задач оптимального управления и показаны пути их решения. Для студентов, изучающих курсы «Оптимальное управление детерминированными процессами», «Управление в технических системах», «Алгоритмическое и программное обеспечение систем управления». Настоящее издание будет полезным также для широкого круга научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов технических университетов.

Рассмотрены вопросы проектирования АСУ ТП как с методологических позиций, так и с позиций их практической реализации. Материал изложен на примере отечественного программно-технического комплекса Контар (KONTAR).

Обязательным компонентом любого современного мехатронного устройства является микропроцессорная система, реализующая алгоритмы управления программным способом. В пособии изложены этапы и подходы к проектированию алгоритмического и программного обеспечения для микропроцессорных модулей мехатронных систем.

Рассмотрены вопросы, связанные с использованием методов и средств автоматической и автоматизированной настройки систем управления. Изложены вопросы автоматизации настройки ПИД-регуляторов как с методологической зрения, так и с точки зрения их практической реализации. Значительное внимание уделено существующим пакетам прикладных программ, реализующим оптимальную настройку: Concept, Unity Pro, Трейс Моуд и др.

Изложены материалы, в которых отражен практический опыт промышленности в области проектирования электрогидравлических усилителей мощности, составляющих основу электрогидравлических следящих приводов. Рассмотрены двухкаскадные усилители с соплом-заслонкой и струйной трубкой в предварительном каскаде, цилиндрическим золотниковым распределителем в выходном каскаде, механической и электрической обратной связью по положению золотника. Представлены математические модели, изложена методика проектных расчетов параметров и характеристик, рассмотрены вопросы выбора конструкционных материалов и обоснования конструкции усилителей.

Рассмотрены условия работы и вопросы оптимальной настройки резонансных электромагнитных датчиков сил и линейных перемещений с последовательными LС-контурами в целях обеспечения высокой чувствительности измерения сил и линейных перемещений. Такие устройства могут широко применяться при сборке приборов точной механики для контроля их основных параметров.

Рассмотрен анализ и синтез линейных дискретных автоматических систем при случайных воздействиях. Дан вывод уравнения Винера-Хопфа, приведено решение этого уравнения для стационарной одномерной задачи. Описано решение задачи оптимальной фильтрации для линейных дискретных систем, получено уравнение фильтра Калмана для стационарной задачи. Изложены метод фазовой плоскости для дискретных систем и способы построения фазовых траекторий нелинейных дискретных систем второго порядка. Приведен анализ устойчивости нелинейных дискретных систем с помощью прямого метода Ляпунова, в том числе анализ абсолютной устойчивости. Изложены методы гармонической линеаризации для дискретных автоматических систем и принцип максимума для дискретных систем управления. Рассмотрена задача синтеза дискретных систем, оптимальных по быстродействию и по квадратичному критерию.

Данное учебное пособие является второй частью учебного пособия «Экспериментальные исследования в мехатронных системах». Во второй части рассмотрены статистическая обработка данных при экспериментальном исследовании, виды испытаний мехатронных систем, даны основы планирования эксперимента.

Приведены теоретические сведения по тепловой инерционности термоприемников, математическое описание переходного процесса, а также принцип действия термометров сопротивления и конструктивное исполнение промышленного датчика температуры. Изложен экспериментально-аналитический метод определения динамических параметров датчика температуры, основанный на выборе приближенной модели его передаточной характеристики. Рассмотрен экспериментальный стенд и порядок выполнения лабораторной работы. Даны контрольные вопросы,позволяющие проверить знания учащихся.

В пособии дана классификация научных методов исследования мехатронных систем, приведены основные формулы для обработки экспериментальных данных, изложены методики проведения эксперимента с целью получения различных характеристик мехатронных систем: статических, динамических, случайных.

Рассмотрены принцип модульного построения пневматических систем автоматического управления (САУ), структура тактовых цепей, способы их построения и принцип действия, а также различные типы модулей, составляющих тактовые цепи, их техническая реализация и функциональные возможности. Приведен пример разработки принципиальной пневматической схемы управления технологическим процессом, заданным в формализованном виде - в виде циклограммы.

В пособии представлены аппаратные средства измерения вибрации, конструктивные схемы датчиков, методы калибровки виброизмерительной аппаратуры. Указаны этапы развития виброизмерительной техники, приведены определения терминов, перечислены и охарактеризованы виды динамических испытаний ракетно-космических систем, определена роль испытаний в цикле работ по созданию летательных аппаратов.

Учебное пособие посвящено особенностям использования робототехники в сварочном производстве. Рассмотрены составные части робототехнических комплексов, их манипуляционные системы, системы управления, методы обучения и программирования, специфика использования сварочного производства в робототехнических комплексах. Определены области наиболее эффективного использования робототехнических комплексов в сварочном производстве, а также освещены вопросы интеграции операций при роботизированной сварке и комплексной роботизации сварочного производства.