Sterowanie- celowe oddziaływanie na obiekt w taki sposób, aby osiągnięte zostały zamierzone cele.

Układy sterowania: klasyczne układy sterowania (układy otwarte, układy zamknięte UAR), adaptacyjne układy sterowania.

UAR-tzw układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, który zapewnia bez ingerencji człowieka wymaganą zmienność jednej Kub kilku wielkości charakteryzujących proces technologiczny.

Klasyfikacja UAR: 1-ze względu na charakter członów składowych: liniowe, nieliniowe.

2-ze względu na liczbę wej/wyj: jednowymiarowe SISO, wielowymiarowe MIMO, MISO,

3-ze względu na zadajnik: układy regulacji stało wartościowej, układy regulacji programowej, UR nadążnej, UR ekstremalnej.

Model matematyczny-opisuje statykę i dynamikę wł ukł automatyki i jest niezbędnym narzędziem do przeprowadzenia analizy i syntezy technicznej układu.

Podział modeli: I-liniowe, nieliniowe, II o parametrach skupionych, o par rozłożonych, III stacjonarne (niezależne od czasu), niestacjonarne (zależne od czasu).

Transmitancja operatorowa – jest to stosunek transformaty sygnału wyjściowego do transformaty sygnału wejściowego przy zerowych warunkach początkowych.

Ekstrapolator – zamienia sygnał na ciągły.

Transmitancja widmowa-stosunek wielkości wyjściowej do wielkości wejściowej, gdy są one zespolonymi sygnałami harmonicznymi..

Człon proporcjonalny: y(t)=k*u(t), H(s)=1/s, G(s)=k/s,

Człon inercyjny I rzędu: $T\frac{\text{dy}}{\text{dt}} + y\left( t \right) = k*u(t)$, G(s)=$\frac{k}{Ts + 1}$, H(s)=$\frac{k}{\left( Ts + 1 \right)s},\ h\left( t \right) = k(1 - e^{- \frac{1}{T}*t})$,

Stała czasowa to czas, po jakim sygnał wyjściowy obiektu będący odpowiedzią skokową osiągnąłby stan ustalony gdyby narastał liniowo.

Człon oscylacyjny: $\frac{T^{2}d^{2}y(t)}{dy^{2}} + 2_{\text{psi}}T\frac{dy(t)}{\text{dt}} + y\left( t \right) = k*u\left( t \right),\ G\left( s \right) = \frac{k}{T^{2}s^{2}2_{\text{psi}}Ts + 1},\ H\left( s \right) = \frac{k}{s(T^{2}s^{2}2_{\text{psi}} + 1)}$

Człon całkujący idealny: y(t)=$\frac{1}{\text{Tc}}\int u\left( \tau \right)d\tau,\ G\left( s \right) = \frac{1}{Tc*s} = \frac{k}{s},\ \ H\left( s \right) = \frac{1}{\text{Tc}s^{2}}$,

Człon całkujący rzeczywisty:

$\frac{\text{Tdy}\left( t \right)}{\text{dt}} + y\left( t \right) = \frac{1}{\text{Tc}}\int_{}^{}{t\left( \tau \right)\text{dτ}},\ G\left( s \right) = \frac{1}{\text{Tc}}*\frac{1}{s\left( Tc + 1 \right)},\ H\left( s \right) = \frac{1}{s}*\frac{k}{s\left( Tc + 1 \right)}$

Człon różniczkujący idealny:

Y(t)=$\text{Td}\frac{\text{du}\left( t \right)}{\text{dt}},\ \ G\left( s \right) = Tds,\ \ H\left( s \right) = Td$

Człon różniczkujący rzeczywisty:

$T\frac{\text{dy}\left( t \right)}{\text{dt}} + y\left( t \right) = Td\frac{\text{du}\left( t \right)}{\text{dt}}$, G(s)=$\frac{\text{Tds}}{Ts + 1},\ H\left( s \right) = \frac{\text{Td}}{Ts + 1}$

Człon opóźniający: y(t)=ku(t-To), G(s)=k*e^−sTo, h(t)=k*1(t-To)

Charakterystyki bodego: nyquista

Człon proporcjonalny:

Całkujący:

Różniczkujący:

Inercyjny I rzędu:

Oscylacyjny:

Opóźniający:

Stabilność - że układ po wyprowadzeniu go ze stanu równowagi sam powraca do tego stanu. Jeżeli UAR jest stabilny asymptotycznie to po każdym działającym na niego chwilowo sygnale wejściowym układ odzyskuje pierwotny stan równowagi.

Kryterium biegunów, Wszystkie pierwiastki równania charakterystycznego układu zamkniętego powinny mieć ujemne części rzeczywiste, czyli znajdować się w lewej półpłaszczyźnie płaszczyzny zmiennej zespolonej s.

Kryterium Hurwitza, Pierwiastki równania charakterystycznego układu zamkniętego będą znajdować się w lewej półpłaszczyźnie płaszczyzny zmiennej zespolonej s (układ będzie stabilny), jeśli spełnione zostaną 2 warunki:

Wszystkie współczynniki równania charakterystycznego będą istnieć i mieć ten sam znak,

Wszystkie podwyznaczniki wyznacznika głównego (posiadającego n wierszy i n kolumn) muszą być większe od 0.

Kryterium Nyquista, Układ zamknięty jest stabilny, jeżeli charakterystyka amplitudowo-fazowa układu otwartego nie obejmuje punktu (-1, j0).

Zapas stabilności – zapas modułu, jest to krotność, o jaką musiałoby wzrosnąć wzmocnienie przy niezmiennym argumencie układu otwartego, aby układ zamknięty znalazł się na granicy niestabilności.

Zapas fazy – jest to wartość zmiany argumentu φ transmitancji widmowej układu otwartego przy niezmienionym wzmocnieniu, która doprowadziłaby układ zamknięty do granicy niestabilności.

Regulator P- regulator składający się z jednego członu typu P (proporcjonalnego), którego transmitancję określa wzmocnienie: G_p(s)=K_p

Regulator PD - regulator składający się z członu proporcjonalnego P o wzmocnieniu K_p oraz różniczkującego D (fizycznie nierealizowalnego) o czasie różniczkowania T_d. Transmitancję idealnego regulatora PD określa się wzorem:

G_pd(s)=Kp(1+T_ds)

Regulator PI regulator składający się z członu proporcjonalnego P o wzmocnieniu K_p oraz całkującego I o czasie całkowania T_i. Transmitancję regulatora PI określa się wzorem: G_PI(s)=K_P(1+1/T_Is).

Regulator PID regulator składający się z członu proporcjonalnego P o wzmocnieniu k_p, całkującego I o czasie zdwojenia T_i oraz różniczkującego D o czasie wyprzedzenia T_d. Jego celem jest utrzymanie wartości wyjściowej na określonym poziomie, zwanym wartością zadaną. Sterowanie temperaturą, ciśnieniem, prędkością.

Równanie charakterystyczne — równanie, powstające w wyniku przyrównania mianownika transmitancji operatorowej do zera:

Jak współczynnik wzmocnienia wpływa na uchyb statyczny w otwartym układzie, statycznym UAR: Odp.: współczynnik rośnie uchyb maleje.

Omówić wpływ rzędu astatyczności UAR na jego dokładność w stanie ustalonym.

Układ astatyczny L-tego rzędu likwiduje uchyb ustalony sygnału zewnętrznego(L-1) rzędu. Aby wyzerować uchyb od sygnału wejściowego trzeba do układu otwartego wprowadzić astatyzm (k+1) rzędu.