В первом томе учебника изложены основные положения классической теории автоматического управления: основные понятия и принципы управления, методы математического описания стационарных, нестационарных и нелинейных непрерывных систем и исследования их устойчивости и качества процессов управления; подробно рассмотрен метод пространства состояний. С необходимой степенью глубины приведены разделы статистической динамики линейных и нелинейных систем и описаны методы фильтрации сигналов (фильтры Колмогорова-Винера, фильтры Калмана-Бьюси). Значительное внимание уделено построению алгоритмов для ЭВМ, рассчитанных на применение при решении задач расчета и проектирования сложных САУ. Показана возрастающая роль функционально-аналитических методов, языка и результат тов функционального анализа.Отдельная глава посвящена изложению методов идентификации линейных и нелинейных объектов управления. Большинство глав сопровождается задачами, решение которых помогает глубже усвоить излагаемый материал.С достаточной полнотой изложен материал, связанный с описанием и анализом непрерывно-дискретных систем. Материал является частью общего курса теории автоматического управления, читаемого студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана, ТулГУ, ОИАТЭ и других вузов,Учебник предназначен для студентов вузов. Может быть полезен аспирантам и инженерам, а также научным работникам, занимающимся автоматическими системами.СОДЕРЖАНИЕ (укороченное)ГЛАВА 1. ЛИНЕЙНЫЕ ОДНОМЕРНЫЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ: МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ТОЧНОСТЬ ОТРАБОТКИ СИГНАЛОВ 1.1. Системы автоматического управления: основные понятия, цели и принципы управления, оператор системы 1.2. Математическое описание линейных стационарных систем: передаточная функция системы1.3. Переходный (динамический) и установившийся (статический) режимы работы системы; переходная характеристика системы1.4. Математическое описание линейных стационарных систем: импульсная переходная функция системы1.5. Математическое описание линейных стационарных систем: частотные характеристики системы1.6. Элементарные звенья стационарных систем и их динамические характеристики1.7. Некоторые выводы, основанные на анализе частотной и временной форм описания систем1.8. Передаточные функции, импульсные переходные функции, частотные характеристики систем с распределенными параметрами и с запаздыванием1.9. Исследование линейных стационарных систем автоматического управления: постановка задачи1.10. Устойчивость линейных стационарных одномерных систем. Необходимые и достаточные условия1.11. Алгебраические критерии устойчивости 1.12. Методы исследования точности работы систем в установившемся режиме ГЛАВА 2. ЛИНЕЙНЫЕ ОДНОМЕРНЫЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ НЕСТАЦИОНАРНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ: МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УСТОЙЧИВОСТЬ 2.1. Математическое описание одномерных линейных нестационарных систем с помощью импульсных переходных функций 2.2. ИПФ простейших звеньев и их соединений2.3. Описание и исследование ЛНС с помощью преобразования Лапласа и Фурье 2.4. Описание линейных стационарных и нестационарных систем с помощью преобразования Лапласа (сравнительный анализ)2.5. УСТОЙЧИВОСТЬ ЛИНЕЙНЫХ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИСТЕМ (ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ) ГЛАВА 3. МЕТОД ПРОСТРАНСТВА СОСТОЯНИЙ: МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 3.1. Описание линейных систем автоматического управления в нормальной форме3.2. Фундаментальная система. Свободные колебания в стационарных и нестационарных системах3.3 Фундаментальная матрица. Вынужденные колебания в стационарных и нестационарных системах; векторно-матричный интеграл Коши3.4. Применение преобразования Лапласа к описанию многомерных стационарных систем. Передаточные функцииГЛАВА 4. НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ: МОДЕЛИ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ПЕРИОДИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ, РАСЧЕТ ВЫХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ 4.1. Описание основных моделей4.2. Устойчивость и функции Ляпунова4.3. устойчивость линеаризованных систем4.4. Задача об абсолютной устойчивости4.5. Метод априорных интегральных оценок и частотные критерии4.6. Обобщение задачи об абсолютной устойчивости4.7. Связь метода Ляпунова с частотными методами4.8. Интегральные оценки4.9. Периодические движения и автоколебания4.10. Метод гармонического баланса4.11. Метод степенных преобразований 4.12. Метод функциональных рядов математического описания и исследования класса нелинейных систем 4.13. Методы линеаризации математических моделей систем автоматического управления ГЛАВА 5. ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ: СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОПТИМАЛЬНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ 5.1. Примеры систем, работающих при случайных воздействиях5.2. Случайная функция и ее вероятностное описание 5.3. Статистический анализ одномерных линейных систем с использованием импульсных переходных функций (анализ во временной области)5.4. Статистический анализ одномерных линейных систем с использованием передаточных функций (анализ в частотной области)5.5. Алгоритмы анализа динамической точности линейных автоматических систем5.6. Статистический анализ линейных систем, основанный на описании в пространстве состоянийГЛАВА 6. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ 6.1. Особенности преобразования случайных процессов нелинейными элементами и системами6.2. Статистический анализ нелинейных систем, описываемых функциональными рядами Вольтерра6.3. Метод статистической линеаризации вероятностного анализа нелинейных систем6.4. Численно-спектральный метод статистического анализа нелинейных нестационарных автоматических систем6.5. Вероятностное исследование нелинейных нестационарных систем методом статистических испытанийГЛАВА 7. МЕТОДЫ СИНТЕЗА СТАТИСТИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 7.1. Фильтры с заданной структурой (параметрическая оптимизация)7.2. Фильтры Колмогорова–Винера7.3. Оптимальное оценивание состояния 7.4. Статистический синтез оптимальных нелинейных систем, описываемых функционалами Вольтерра 7.5. Оптимизация нелинейных систем при случайных воздействиях с использованием статистической линеаризацииГЛАВА 8. МЕТОД МАТРИЧНЫХ ОПЕРАТОРОВ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО АНАЛИЗА И СТАТИСТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 8.1. Описание нестационарных систем с помощью операторов интегрирования, дифференцирования и умножения8.2. Матричные операторы интегрирования, дифференцирования и умножения 8.3. Численная реализация методов расчета матричных операторов интегрирования, умножения на функцию и дифференцирования в конкретных ортогональных базисах 8.4. Методы расчета матричных операторов (спектральных характеристик) замкнутых нестационарных скалярных линейных систем8.5. Метод расчета матричных операторов систем в пространстве состояний с использованием матричных операторов дифференцирования и умножения8.6. Метод расчета матричных операторов систем с помощью матричных операторов интегрирования и умножения8.7. Построение математической модели линейной нестационарной системы управления методом матричного представления интегрального оператора в ортогональном базисе (общий подход)8.8. Алгоритм расчета выходных сигналов линейных нестационарных систем при детерминированных входных воздействиях (детерминированный анализ)8.9. Алгоритм расчета корреляционных функций и дисперсий выходных сигналов линейных нестационарных систем (статистический анализ)8.10. Алгоритм детерминированного и статистического анализа САУ, поведение которых описывается дифференциальными уравнениями с полиномиальными коэффициентами8.11. Алгоритм детерминированного и статистического анализа САУ, поведение которых описывается дифференциальными уравнениями с экспоненциальными коэффициентами8.12. Алгоритмы решения задачи оптимальной фильтрации нестационарных случайных процессов 8.13. Формирующие фильтры8.14. Решение обратных задач динамики методами конечномерной оптимизации 8.15. Реализация алгоритмов спектральных методов в среде пакета MATLAB8.16. Автоматизированное проектирование САУГЛАВА 9. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ: ДЕТЕРМИНИРОВАННАЯ И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ 9.1. Проблема идентификации 9.2. Детерминированная идентификация линейных стационарных объектов, основанная на решении уравнения 1-го рода методом механических квадратур9.3. Детерминированная идентификация линейных объектов, основанная на решении уравнения 1-го рода спектральным методом9.4. Принципы статистической идентификации линейных стационарных объектов, основанные на решении интегрального уравнения Фредгольма1-го рода9.5. Описание и идентификация нелинейных систем методом Винера9.6. Оценка параметров нелинейных систем методами фильтрации9.7. Оценка параметров нелинейных объектов методом наименьших квадратов с использованием теории чувствительностиГЛАВА 10. ОПИСАНИЕ НЕПРЕРЫВНО-ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ 10.1. Системные характеристики линейных динамических звеньев 10.2. Передаточные функции элементарных и типовых звеньев10.3. Характеристики соединений непрерывно-дискретных звеньев10.4. Уравнения для определения передаточных функцийГЛАВА 11. АНАЛИЗ НЕПРЕРЫВНО-ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ 11.1. Анализ непрерывно-дискретных систем при детерминированных воздействиях11.2. Метод расчёта непрерывно-дискретных систем при случайных воздействиях11.3. Непрерывно-дискретные системы с многократным синхронным прерыванием11.4. Анализ непрерывно-дискретных систем с особой точкой11.5. Системы с периодической коммутацией параметров11.6. Замечания об устойчивости непрерывно-дискретных системПРИЛОЖЕНИЯ Тома 1-й серии учебников "Методы классической и современной ТАУ"2000 года:Том 1 - Анализ и статистическая динамика САУ (текущая книга)Том 2 - Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управленияТом 3 - Методы современной ТАУ Тома 1-й серии учебников "Методы классической и современной ТАУ"2004 года:Том 1 - Математические модели, динамические характеристики и анализ САУТом 2 - Статистическая динамика и идентификация САУ Том 3 - Синтез регуляторов САУ Том 4 - Теория оптимизации САУТом 5 - Методы современной ТАУ Тэги: система управления, автоматическое управление.

Скачать книгу бесплатно (djvu, 10.52 Mb)

---

Читать «Методы классической и современной теории автоматического управления: Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления»