Учебное пособие
Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании
Библиографическая запись:
Оглавление (содержание)
ПРЕДИСЛОВИЕ........................................................................................................6
1. ВВЕДЕНИЕ ...........................................................................................................7
1.1. Краткая история возникновения и развития ТАУ ..............................................7
1.2. Основные понятия и определения. Место ТАУ в системе наук об управлении ...... 11
1.3. Классификация САУ ..........................................................................................15
1.4. Общая характеристика процессов в САУ ..........................................................24
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ САУ ..............................28
2.1. Постановка задачи. Разбиение системы на звенья ........................ 28
2.2. Уравнения и характеристики звеньев ............................................ 29
2.2.1. Уравнения звеньев. Линеаризация .............................................. 29
2.2.2. Временны́е характеристики ........................................................ 37
2.2.3. Частотные характеристики .......................................................... 47
2.2.4. Соединения звеньев .....................................................................52
2.2.5. Типовые звенья ............................................................................56
2.3. Классическое (частотное) описание САУ ..........................................67
2.3.1. Структурный анализ САУ ...............................................................67
2.3.2. Уравнения и передаточные функции одноконтурной САУ ........... 71
2.3.3. Линейные законы регулирования. .............................................. 76
2.4. Описание САУ в пространстве состояний ...................................... 78
2.4.1. Уравнения состояния .................................................................. 79
2.4.2. Стандартная форма уравнений состояния .................................. 80
2.4.3. Нормальная (каноническая) форма уравнений состояния .......... 82
2.4.4. Взаимосвязь классического (частотного) и векторно-матричного описания САУ ............................. 83
3. УСТОЙЧИВОСТЬ ЛИНЕЙНЫХ САУ .................................................... 86
3.1. Понятие устойчивости ................................................................... 86
3.1.1. Определение устойчивости ........................................................ 86
3.1.2. Необходимое и достаточное условие устойчивости ................... 88
3.1.3. Устойчивость и уравнения состояния. ......................................... 94
3.2. Алгебраические критерии устойчивости ........................................ 95
3.2.1. Необходимый критерий устойчивости ........................................ 95
3.2.2. Устойчивость систем третьего порядка. ........................................97
3.2.3. Критерий Гурвица ........................................................................ 99
3.2.4. Критерий Рауса ...........................................................................101
3.3. Частотные критерии устойчивости .................................................103
3.3.1. Критерий Михайлова ..................................................................103
3.3.2. Критерий Найквиста ................................................................... 108
3.4. D-разбиение .................................................................................. 115
3.4.1. Определение D-разбиения .......................................................... 115
3.4.2. D-разбиение в области 1-го параметра ..................................... ..117
3.4.3. D-разбиение в области 2-х параметров .......................................122
4. КАЧЕСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ .............................................................124
4.1. Оценки качества регулирования..................................................... 124
4.2. Точностные критерии качества .......................................................125
4.2.1. Статический режим САУ ...............................................................125
4.2.2. Точность САУ при воздействии, меняющемся с постоянной m-ой производной ................................ 130
4.2.3. Точность САУ при гармоническом воздействии ...........................132
4.2.4. Коэффициенты ошибок .............................................................. 134
4.3. Качество переходных процессов .................................................. 137
4.3.1. Оценка качества по переходной характеристике ....................... 137
4.3.2. Частотные критерии качества ..................................................... 140
4.3.3. Корневые критерии качества ..................................................... 144
4.3.1. Интегральные критерии ............................................................. 151
5. ЭЛЕМЕНТЫ СИНТЕЗА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ ..................................... 155
5.1. Постановка задачи ........................................................................ 155
5.2. Повышение точности САУ .............................................................. 155
5.2.1. Общие методы ............................................................................ 155
5.2.2. Теория инвариантности и комбинированное управление .......... 160
5.2.3. Неединичные обратные связи .................................................... 166
5.3. Улучшение качества процесса регулирования .............................. 169
5.3.1. Последовательные корректирующие звенья. ............................. 170
5.3.2. Параллельные корректирующие звенья ..................................... 174
5.3.3. Обратные связи .......................................................................... 177
5.4. Методы повышения запаса устойчивости ...................................... 178
5.5. Методы синтеза САУ ...................................................................... 181
5.5.1. Корневой метод .......................................................................... 181
5.5.2. Метод корневых годографов ...................................................... 182
5.5.3. Метод логарифмических амплитудных характеристик ............... 183
5.6. Синтез САУ в пространстве состояний ........................................... 185
5.6.1. Понятие управляемости и наблюдаемости систем ...................... 185
5.6.2. Определение управляемости и наблюдаемости по уравнениям состояния....... 187
5.6.3. Блочное разбиение системы ...................................................... 189
5.6.4. Модальное управление .............................................................. 195
ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................ 200
Основы научных исследований и защита интеллектуальной собственности
11.04.01 Радиотехника (Микроволновая техника и антенны) Очная форма обучения, план набора 2019 г. План в архиве
Теория автоматического управления
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2015 г. План в архиве
Теория автоматического управления
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2018 г. План в архиве
Оптимальные и адаптивные системы управления сложными объектами (ГПО-4)
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2016 г. План в архиве
Математическое моделирование и программирование
11.03.04 Электроника и наноэлектроника (Промышленная электроника) Очная форма обучения, план набора 2019 г. План в архиве
Оптимальные и адаптивные системы управления сложными объектами (ГПО-4)
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2015 г. План в архиве
Теория автоматического управления
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2017 г. План в архиве
Оптимальные и адаптивные системы управления сложными объектами (ГПО-4)
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2017 г. План в архиве
Оптимальные и адаптивные системы управления сложными объектами (ГПО-4)
27.03.04 Управление в технических системах (Управление в робототехнических системах) Очная форма обучения, план набора 2018 г. План в архиве