Казанцев В.П. Теория автоматического управления. Линейные системы управления

Учебное пособие. — Пермь: Пермский государственный технический университет, 2007. — 166 с. — ISBN: 978-5-88151-687-1.Излагаются методы анализа и синтеза линейных (линеаризованных) систем автоматического управления (САУ), базирующиеся на применении принципа обратной связи по выходной координате или по вектору координат состояния объекта управления. Продемонстрированы современные методы математического описания линейных объектов и систем во временной и частотной области, показана взаимосвязь различных методов описания, приведены наиболее распространенные в инженерной практике методы анализа и синтеза непрерывных и дискретных САУ. Ключевые понятия теории автоматического управления выделены текстом с подчеркиванием.
Учебное пособие содержит значительное число примеров решения задач синтеза и анализа линейных систем управления, в том числе с применением широко распространенных в мире современной универсальной интегрированной среды программирования системы MatLAB 6.5 (с пакетом расширения Simulink 4.5) и интегрированной системы Mathcad 11.
Настоящее издание предназначено, прежде всего, для студентов заочной формы обучения. Может быть полезно также для аспирантов, преподавателей и инженеров, занимающихся проектированием систем управления самого различного назначения и отраслевой принадлежности.Введение.
Основные понятия и определения. Задачи теории управления.
Классификация технических систем управления.
Основные элементы, функциональные блоки и функциональные структуры САУ.
Модели динамических управляемых объектов.
Методы описания и исследования динамических управляемых объектов в частотной и временной области.
Статические и динамические характеристики САУ.
Переходные и импульсные характеристики САУ.
Уравнение Лагранжа 2-го рода и дифференциальные уравнения объектов управления.
Линеаризация САУ.
Структурные методы исследования линейных САУ.
Преобразование Лапласа, передаточные функции и матрицы..
Типовые динамические звенья и структурные схемы САУ.
Способы соединения звеньев. Правила преобразования структурных схем.
Представление САУ в виде сигнальных графов. Правило Мейсона при преобразовании структурных схем.
Метод частотных характеристик.
Частотные передаточные функции.
Частотные характеристики САУ.
Диаграмма Боде. Асимптотические частотные характеристики.
Устойчивость линейных систем управления.
Характеристическое уравнение линейной САУ.
Алгебраические критерии устойчивости.
Частотные критерии устойчивости.
Качество систем управления.
Прямые показатели качества регулирования.
Косвенные показатели качества регулирования.
Метод пространства состояний.
Векторно-матричное описание САУ.
Схемы пространства состояний.
Понятие матрицы перехода (переходных состояний) и ее применение для исследования САУ.
Весовая (импульсная) переходная матрица.
Управляемость и наблюдаемость САУ.
Синтез линейных непрерывных САУ.
Общая постановка задачи синтеза.
Типовые параметрически оптимизируемые регуляторы (корректирующие звенья) класса «вход-выход».
Последовательная коррекция САУ частотными методами.
Синтез систем с подчиненным регулированием координат.
Методика структурно-параметрического синтеза контуров регулирования САУ по желаемой передаточной функции.
Синтез САУ с апериодической реакцией.
Синтез модальных систем управления.
Дискретные и дискретно-непрерывные САУ.
Дискретизация сигналов и z-преобразование.
Дискретные передаточные функции и разностные уравнения.
Синтез цифровых систем управления.
Библиографический список.