Характеристики

ISBN/ISSN 978-5-7782-0953-4
Год издания 2007
Автор Панкратов В.В., Зима Е.А., Нос О.В.
Вид издания уп
Кафедра ЭАПУ
Типография НГТУ
Факультет ФМА

В пособии излагаются специальные разделы теории автоматического управления, традиционно изучаемые в НГТУ студентами электротехнического и машиностроительного профиля. Первая часть пособия посвящена модальному управлению и наблюдателям Люенбергера. Во второй части обсуждаются методы синтеза систем автоматического управления нелинейными и нестационарными объектами, основанные на принципе «глубокой» обратной связи по производным выхода. В третьей части пособия рассматриваются основы теории оптимального управления и классические задачи оптимального управления электроприводами постоянного тока. Приведены вопросы для самоконтроля, примеры решения задач, задания на расчетно-графическую работу и лабораторный практикум.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся в рамках инновационной образовательной программы по направлению «Мехатроника и автоматизация», специальностям 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», 220301 – «Автоматизация технологических процессов и производств» и направлению 140600 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», а также может быть полезно магистрантам и аспирантам, специализирующимся в указанных областях.

В пособии излагаются специальные разделы теории автоматического управления, традиционно изучаемые в НГТУ студентами электротехнического и машиностроительного профиля. Первая часть пособия посвящена модальному управлению и наблюдателям Люенбергера. Во второй части обсуждаются методы синтеза систем автоматического управления нелинейными и нестационарными объектами, основанные на принципе «глубокой» обратной связи по производным выхода. В третьей части пособия рассматриваются основы теории оптимального управления и классические задачи оптимального управления электроприводами постоянного тока. Приведены вопросы для самоконтроля, примеры решения задач, задания на расчетно-графическую работу и лабораторный практикум.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся в рамках инновационной образовательной программы по направлению «Мехатроника и автоматизация», специальностям 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», 220301 – «Автоматизация технологических процессов и производств» и направлению 140600 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», а также может быть полезно магистрантам и аспирантам, специализирующимся в указанных областях.



ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие    3
ЧАСТЬ 1. МОДАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ И НАБЛЮДАТЕЛИ    5
1.1. Метод модального управления и управляемость линейных стационарных объектов    5
1.2. Наблюдаемость линейных объектов и наблюдатели полного порядка    10
1.3. Наблюдатели пониженного порядка    13
1.4. Свойства систем с модальным управлением и наблюдателями Люенбергера    16
1.5. Преимущества и недостатки «классического» модального управления    19
1.6. Модифицированный модальный метод    20
1.7. Вопросы для самоконтроля    25
Список литературы    27
Приложения    28
П1.1. Стандартные линейные формы и распределения корней характеристического полинома    28
П1.2. Примеры синтеза линейных САУ модальным методом при полных и неполных измерениях    36
П1.3. Задание на расчетно-графическую работу    58
П1.4. Лабораторный практикум    65
ЧАСТЬ 2. МЕТОДЫ СИНТЕЗА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, МАЛОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ К ИЗМЕНЕНИЯМ ПАРАМЕТРОВ: ОДНОКАНАЛЬНЫЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ ОБЪЕКТЫ    71
Введение    71
2.1. Проблема синтеза алгоритмов управления в условиях неопределенности    75
2.1.1. Модель управляемого процесса и цель управления    75
2.1.2. Обратные модели управляемых процессов    78
2.1.3. Закон управления как алгоритм решения конечного уравнения    80
2.1.4. Метод разделения движений в задачах синтеза систем с разнотемповыми процессами    82
2.1.5. О принципе глубокой обратной связи    85
2.2. Метод больших коэффициентов    87
2.2.1. Основные положения метода    87
2.2.2. Дифференцирующие фильтры и их применение    90
2.2.3. Методика расчета систем с большими коэффициентами    93
2.2.4. Астатические законы управления в САУ с большими коэффициентами    96
2.2.5. Предельное управление и учет ресурсных ограничений    98
2.2.6. О синтезе квазинепрерывных систем с большими коэффициентами в законе управления    100
2.3. Метод скользящих режимов    102
2.3.1. Предпосылки и теоретические основы метода    102
2.3.2. Реальные скользящие режимы и способы обеспечения их малой чувствительности к состоянию и вариациям параметров объекта управления    106
2.3.3. Методика расчета систем с прямым разрывным управлением в скользящем режиме    108
2.3.4. Иллюстрация основных свойств метода на примере системы второго порядка    109
2.4. Метод локализации    119
2.4.1. Идейные основы метода    119
2.4.2. Особенности синтеза контура быстрых движений в системах с управлением по старшей производной    121
2.4.3. О синтезе астатических систем со старшей производной выхода в законе управления    124
2.5. Метод сигнально адаптивной обратной модели    126
2.5.1. Идея метода    126
2.5.2. Модельный пример САУ нестационарным линейным объектом    128
2.6. Вопросы для самоконтроля    134
Список литературы    135
Приложения    140
П2.1. Применение метода больших коэффициентов в задаче управления технологическим процессом на базе асинхронного двигателя    140
П2.2. Синтез трехконтурной системы позиционного электропривода постоянного тока с прямым разрывным управлением    156
П2.3. Применение метода локализации в задаче управления положением подъемно-транспортного механизма    166
ЧАСТЬ 3. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ    182
Введение    182
3.1. Элементы  классического вариационного исчисления    186
3.1.1. Задача о безусловном экстремуме функционала – простейшая задача вариационного исчисления    186
3.1.2. Нахождение оптимального характеристического полинома линейной системы    189
3.1.3. Оптимальное по критерию минимума потерь энергии управление позиционным электроприводом постоянно-го тока. Синтез с помощью уравнения Эйлера–Пуассона    190
3.1.4. Постановка задачи оптимального управления динамическим объектом с закрепленными концами и фиксированным временем    194
3.1.5. Задача об условном экстремуме функционала. Метод множителей Лагранжа    196
3.1.6. Синтез оптимального по критерию минимума потерь энергии управления позиционным электроприводом на основе метода Лагранжа    198
3.2. Элементы неклассического вариационного исчисления    200
3.2.1. Принцип максимума Л.С. Понтрягина    200
3.2.2. Линейная задача максимального быстродействия    202
3.2.3. Синтез оптимального по быстродействию программного управления позиционным электроприводом    204
3.2.4. Синтез оптимального по быстродействию закона управления позиционным электроприводом в классе алгоритмов с обратной связью    206
3.3. Динамическое программирование    208
3.3.1. Предварительные замечания    208
3.3.2. Функциональное уравнение Беллмана и алгоритм синтеза оптимальных управлений    209
3.3.3. Линейно-квадратичные задачи оптимального управления    212
3.4. Вопросы для самоконтроля    214
Список литературы    215

Данные подготавливаются.

Вернуться к списку