Автоматичне керування рухомими об'єктами і технологічними процесами:

Підручник у 3-х томах.

Т. 1. Теорія автоматичного керування

Александров Є.Є. Автоматичне керування рухомими об'єктами і технологічними процесами: Підручник у 3-х томах. Т. 1. Теорія автоматичного керування / За заг. ред. Александрова Є.Є., ред. Козлов Е.П., Кузнєцов Б.І. - Харків: НТУ "ХПІ, 2002. - 490 с.

У першому томі підручника розглянуті основи теорії автоматичного керування: лінійні системи автоматичного керування, їх стійкість та якість, корекції лінійних систем, імовірнісний аналіз систем, що знаходяться під впливом стохастичних зовнішніх збурень, нелінійні й дискретні, адаптивні й оптимальні системи керування.

Розраховано на студентів та аспірантів електромеханічних спеціальностей політехнічних та аерокосмічних університетів.

В первом томе учебника рассмотрены основы теории автоматического управлення: линейные системы автоматического управлення, их устойчивость и качество, коррекции линейных систем, вероятностный анализ систем, находящихся под действием случайных внешних возмущений, нелинейные и дискретные, адаптивные й оптимальные системи управлення.

Рассчитано на студентов и аспирантов электромеханических специальностей политехнических и аэрокосмических университетов.

ЗМІСТ

ПЕРЕДМОВА

ГЛАВА 1

ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ, МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА СТІЙКІСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

1. ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

1.1. Основні поняття та визначення

1.1.1. Поняття про систему автоматичного керування

1.1.2. Види дій

1.1.3. Алгоритми функціонування, класифікація САК за призначенням

1.2. Алгоритми керування та принципи побудови САК

1.2.1. Розімкнеш системи

1.2.2. Замкнені системи

1.2.3. Комбіновані системи

1.2.4. Ітераційні системи

1.3. Якість процесів керування і задачі теорії автоматичного керування

1.3.1. Якість процесів керування у перехідному режимі

1.3.2. Якість процесів керування в усталеному режимі

1.3.3. Статичні та астатичні системи

1.3.4. Задачі теорії автоматичного керування

2. МАТЕМАТИЧНИЙ ОПИС СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

2.1. Математичний опис систем керування у змінних вхід-вихід

2.1.1. Основні визначення

2.1.2. Лінеаризація диференціальних рівнянь

2.1.3. Методика складання диференційнихрівнянь

2.1.4. Запис диференційних рівнянь у операторній формі

2.1.5. Передавальні функції систем керування

2.1.6. Передавальні функціїрозімкненої системи, замкненої системи та помилки

2.1.1. Передавальні функції при послідовному та паралельному з'єднанні ланок спрямованої дії

2.1.5. Типові динамічні ланки

2.1.9. Структурні схеми систем керування

2.1.10. Частотні характеристики

2.1.11 Характеристики часу систем керування

2.2. Математичний опис систем автоматичного керування у змінних стану

2.2.1. Основні визначення та поняття

2.2.2. Рівняння стану

2.2.3. Рівняння стану у стандартній формі

2.2.4. Розв'язання рівнянь стану

2.2.5. Функція ваги та перехідна функція лінійної стаціонарної системи

2.2.6. Визначення перехідної матриці стану стаціонарної лінійної системи

3. СТІЙКІСТЬ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

3.1. Умови стійкості

3.2. Алгебраїчні критерії стійкості

3.2.1 Формулювання критерію Гурвіця

3.2.2 Застосування критерію Гурвіця

3.2.3. Діаграма Вишнеградського

3.3. Частотні критерії стійкості

3.3.7. Висновок з принципу аргументу

3.3.2. Критерій Михайлова

3.3.3. Критерій Найквіста

3.3.4. Логарифмічний критерій

3.3.5. Запаси стійкості за амплітудою та фазою

3.4. Стійкість систем із запізненням

ГЛАВА2

ОЦІНКА І ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО

КЕРУВАННЯ

4. ОЦІНКА ЯКОСТІ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

4.1. Оцінка якості систем керування в перехідному режимі

4.1.1. Прямі методи оцінки якості

4.1.2. Посередні методи оцінкиякості

4.2. Оцінка якості систем керування в усталеному режимі

4.2.1. Поняття про інваріантні системи керування

4.2.2. Динамічні помилки систем керування

4.2.3. Підвищення точності систем керування в усталеному режимі

5. КОРЕКЦІЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

5.1. Методи корекції

5.2. Послідовна корекція систем керування

5.2.1. Ідеальна послідовна корекція

5.2.2. Передавальні та частотні характеристики з послідовними коригуючими пристроями

5.2.3. Корекція систем керування введенням у закон керування сигналу помилки і похідної від сигналу помилки

5.2.4. Корекція систем керування введенням у закон керування інтеграла від сигналу помилки

5.2.5. Корекція систем керування введенням в закон керування сигналупомилки та інтеграла від сигналу помилки

5.2.6. Корекція систем керування шляхом введення в закон керування сигналу помилки, похідної та інтеграла від сигналу помилки

5.3. Паралельна корекція систем керування

5.3.1. Жорсткий і гнучкий зворотні зв 'язки і їхні властивості

5.3.2. Передавальні та частотні характеристики систем керування з паралельними коригуючими пристроями

5.5.3. Вплив жорсткого і гнучкого зворотного зв 'язку на динамічні властивості коригованої системи

5.4. Корекція систем керування за зовнішніми діями

5.4.1. Корекція систем керування за задавальною дією

5.4.2. Корекція систем керування за збурюючою дією

5.4.3. Корекція систем керування за допомогою неодиничного зворотного зв'язку

6. СИНТЕЗ КОРИГУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ

6.1. Постановка задачі синтезу коригуючих пристроїв

6.2. Типові логарифмічні амплітудно-частотні характеристики

6.3. Побудова бажаної логарифмічної частотної характеристики

6.4. Синтез послідовних коригуючих пристроїв

6.4.1. Алгоритм синтезу послідовних коригуючих пристроїв

6.4.2. Синтез послідовних коригуючих пристроїв з використанням типовоїЛАЧХ-1

6.4.3. Синтез послідовних коригуючих пристроїв з використанням типової ЛАЧХ-11

6.4.4. Синтез послідовних коригуючих пристроїв з використанням типовоїЛАЧХ-Ш

6.5 Синтез паралельних коригуючих пристроїв

7. ІМОВІРНІСНИЙ АНАЛІЗ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

7.1. Основні властивості і характеристики випадкових процесів

7.1.1. Визначення випадкового процесу і його закони розподілу

7.1.2. Математичне сподівання, дисперсія, середньоквадратичне відхилення і кореляційна функція випадкового процесу

7.1.3. Стаціонарні випадкові процеси

7.1.4. Ергодичні стаціонарні випадкові процеси

7.1.5. Спектральна щільність стаціонарного випадкового процесу

7.1.6. Властивості кореляційної функції і спектральної щільності стаціонарного випадкового процесу

7.2. Проходження випадкового сигналу через лінійну систему

7.2.1. Типові зовнішні дії

7.2.2. Імовірнісний аналізу часовій області

7.2.3. Імовірній аналізу частотної області

7.3 Аналіз точності систем керування за наявності випадкової дії

7.3.1. Аналіз точності систем керування в часовій області

7.3.2. Аналіз точності систем керування в частотній області

ГЛАВА3

НЕСТАЦІОНАРНІ, ЦИФРОВІ, НЕЛІНІЙНІ ТА ОПТИМАЛЬНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

8. НЕСТАЦІОНАРНІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ

8.1. Основні поняття і властивості нестаціонарних систем керування

8.2. Математичний опис нестаціонарних систем у просторі станів

8.2.1. Розв'язання однорідних рівнянь стану

8.2.2. Розв'язання неоднорідних рівнянь стану

8.2.3. Визначення перехідної матриці стану

9. ЦИФРОВІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ

9.1. Основні поняття та визначення

9.2. Математичний опис процесів у цифрових системах

9.2.1. Лінійні різницеві рівняння

9.2.2. Дискретні рівняння стану

9.2.3. Дискретне перетворення Лапласа

9.2.4. 2-перетворення

9.2.5. Обчислення г-перетворень

9.2.6. Обернене 2-перетворення

9.2.7. Перетворення різницевих рівнянь в алгебраїчні. Імпульсна передавальна функція

9.2.8. Розв'язання різницевих рівнянь за допомогою 2-перетворення

9.2.9. Імпульсні передавальні функціїрозімкненоїсистеми, замкненої системи і помилки

9.3. Стійкість цифрових систем

9.3.1. Необхідні і достатні умови стійкості

9.3.2. Критерії стійкості

9.4. Оцінка якості перехідних процесів

9.5. Точність цифрових систем

10. НЕЛІНІЙНІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ

10.1. Основні поняття і визначення

10.1.1. Визначення нелінійної системи. Основні типи нелінійностей

10.1.2. Основні властивості нелінійних систем

10.2. Метод фазової площини

10.2.1. Основні поняття і визначення

10.2.2. Фазові траєкторії й особливі точки лінійних систем

10.2.3. Фазові траєкторії нелінійних систем

10.3. Метод гармонійної лінеаризації

10.3.1. Сутність методу гармонічної лінеаризації

10.3.2. Еквівалентний комплексний коефіцієнт підсиленнянелінійних елементів

10.3.3. Визначення параметрів автоколивань

10.3.4. Стійкість автоколивань

10.3.5. Стійкість за Ляпуновим

11. ОПТИМАЛЬНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

11.1. Основні поняття і визначення

11.2. Критерії оптимальності

11.3. Обмеження координат і крайові умови

11.4. Керованість і спостережуваність стаціонарнихлінійних систем

11.4.1. Керованість

11.4.2. Спостережуваність

11.5. Формулювання задачі оптимального керування

11.6. Принцип максимуму для систем програмного керування, оптимальних за швидкодією

11.6.1. Основні положення принципу максимуму

11.6.2. Теорема про п-інтервали

11.6.3. Принцип максимуму для замкнених систем, оптимальних за швидкодією

12. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ЗА КВАДРАТИЧНИМ КРИТЕРІЄМ ЯКОСТІ

12.1. Синтез неперервних детермінованих сак

12.2. Синтез дискретних детермінованих сак

12.3. Синтез неперервних стохастичних сак

12.4. Синтез дискретних стохастичних сак

12.5. Синтез неперервних сак в умовах невизначеностей

12.6. Синтез дискретних сак в умовах невизначеностей

12.7. Параметричний синтез неперервних детермінованих і стохастичних сак

12.8. Параметричний синтез дистфетаих детермінованих і стохастичних сак

13. ОПТИМІЗАЦІЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ МЕТОДАМИ ФАКТОРНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ

13.1. Параметри оптимізації і фактори

13.2. Повний факторний експеримент

13.4. Планування експериментів для оптимізації детермінованих систем

13.5. Планування експериментів для оптимізації стохастичних систем

13.6. Статистична перевірка результатів факторного експерименту

13.7. Вибір вагових коефіцієнтів показника якості при синтезі систем автоматичного керування

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ