Определение параметров элементарных звеньев и исследование устойчивости систем автоматического регулирования

Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана 
(национальный исследовательский университет)»
А.М. Наумов
Определение параметров
элементарных звеньев
и исследование устойчивости
систем автоматического
регулирования
Учебно-методическое пособие

УДК 681.5 
ББК 22.213
Н34
Издание доступно в электронном виде по адресу
bmstu.press/catalog/item/6482/
Факультет «Робототехника и комплексная автоматизация»
Кафедра «Прикладная механика»
Рекомендовано Научно-методическим советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия
Наумов, А. М.
Н34
Определение параметров элементарных звеньев и исследование устойчивости систем автоматического регулирования : 
учебно-методическое пособие / А. Н. Наумов. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 30, [6] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-5324-5­­Приведены материалы, предназначенные для приобретения навы
ков анализа переходных процессов в элементарных динамических звеньях систем автоматического регулирования, их расшифровки и определения параметров звеньев. Представлены материалы, посвященные 
анализу устойчивости систем автоматического регулирования. 
Для магистрантов в качестве организационно-методической помощи при выполнении лабораторного практикума  по дисциплине 
«Управление техническими системами» по направлению подготовки 
15.04.03, а также самостоятельной работы над разделом «Устойчивость 
линейных систем автоматического регулирования».
                                                                              
  УДК 681.5
                                                                                         ББК 22.213
	
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
	
© Оформление. Издательство
ISBN 978-5-7038-5324-5                                           МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Предисловие
Учебно-методическое пособие включает в себя указания к 
выполнению лабораторных работ по дисциплине «Управление 
техническими системами» и предназначено для студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 15.04.03 
«Прикладная механика».
Цель работы — ознакомление с методикой экспериментального определения основных характеристик простейших звеньев 
и систем регулирования, исследование переходных процессов и 
построение фазовых портретов элементарных звеньев, а также 
исследование устойчивости линейных систем автоматического 
регулирования.
Методы теории автоматического регулирования в настоящее 
время широко используются при анализе и конструировании не 
только сложных систем автоматического регулирования, но и динамических систем вообще (в особенности при анализе устойчивости и оптимизации систем).
Необходимость выполнения лабораторных работ вызвана использованием отдельных элементов или всей системы в целом в 
виде частотных характеристик для расчета экспериментальных 
данных многими методами теории автоматического регулирования. В разработке современных систем автоматического регулирования применяются методы компьютерного моделирования, 
поэтому все лабораторные работы проводятся на базе среды моделирования программного комплекса «Моделирование в технических устройствах». 
Пособие составлено в соответствии с образовательным стандартом высшего образования МГТУ им. Н.Э. Баумана и программой по указанной дисциплине и состоит из двух учебно-методических пособий.
Структурно данное издание представлено лабораторными 
работами № 1 и № 2: «Определение параметров элементарных 
звеньев системы автоматического регулирования по характеристикам переходных процессов» и «Моделирование систем автоматического регулирования угловой скорости вращения паровой турбины и исследование ее устойчивости с помощью метода 
D-разбиения» соответственно. Методические рекомендации по 
выполнению лабораторной работы по исследованию качества 

переходных процессов будут представлены в следующем учебно- 
методическом пособии.
Теоретическая подготовка в соответствии с программой отводит для лабораторной работы № 1 четыре, для лабораторной 
работы № 2 — три академических часа. Обе лабораторные работы выполняются на персональном компьютере с установленным 
программным комплексом «МВТУ 3.7», предназначенным для 
исследования динамики и проектирования технических систем и устройств различного назначения. Математические модели исследуемых систем формируются в виде структурных схем, 
элементы которых описываются входо-выходными соотношениями, дифференциально-алгебраическими и разностными 
уравнениями, логическими условиями. Для исследования и проектирования таких систем в программном комплексе «МВТУ» 
реализованы методы имитационного моделирования, поисковой 
оптимизации и статистического анализа, а также частотные и 
корневые методы анализа и синтеза динамических систем.
Тематически пособие ориентировано на углубление некоторых теоретических аспектов дисциплины, выработку навыков и 
умений практического моделирования сложных механических 
систем автоматического регулирования.
Учебно-методическое пособие даст возможность студентам 
эффективно организовать свою самостоятельную работу, плодотворно взаимодействовать с преподавателем в ходе подготовки к 
выполнению лабораторных работ и успешно их защитить. 
Результатом выполнения лабораторных работ станет приобретение студентами навыков самостоятельной теоретической, 
аналитической и исследовательской работы для решения практических проблем, компьютерного моделирования, редактирования и расчета структурных схем механических систем автоматического регулирования.
На защите лабораторных работ студенты должны представить 
отчет, оформленный в соответствии с требованиями, и продемонстрировать теоретические знания и навыки практического 
использования программного комплекса «Моделирование в технических устройствах». Вопросы и задания для самостоятельного 
выполнения и защиты лабораторных работ приведены в конце 
каждой лабораторной работы.
4