Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности

М.: Физматгиз, 1959. — 284 с.Исследование структурных свойств систем автоматического регулирования имеет большое теоретическое и практическое значение. Когда говорят о структурных свойствах, то в большинстве случаев подразумевают, что эти свойства не связаны с какими-либо частными численными значениями параметров. С помощью структурного анализа выясняются общие свойства, присущие определенному классу систем, построенных по определенному закону. Представление системы автоматического регулирования структурным эквивалентом относит ее к определенному классу (одноконтурные, структурно-устойчивые и неустойчивые, устойчивые при больших коэффициентах усиления и т.д.) и этим самым определяет в некотором смысле ее основные свойства.
Книга состоит из семи глав.
В первой главе наряду с постановкой задачи приведены необходимые сведения из теории автоматического регулирования, которые в дальнейшем используются. Для того чтобы не перегружать книгу известным из учебных пособий материалом, широко применены таблицы. Вместе с тем в этой главе имеется и оригинальный материал, который необходимо усвоить, перед тем как переходить к чтению дальнейших глав.
Вторая и третья главы посвящены теории синтеза структур, устойчивых при сколь угодно большом коэффициенте усиления. Задача решается применительно к линейным системам с одной регулируемой величиной и к системам, содержащим элементы с запаздыванием.
Четвертая глава посвящена некоторым структурным условиям качества. Следует подчеркнуть, что здесь наряду с определением структуры неизбежно приходится заниматься определением численных значений параметров. Для этой цели широко применяется оценка качества систем по характеру кривой Д-разбиения.
Пятая глава посвящена рассмотрению возможного учета влияния нелинейностей в зависимости от характера структуры. Рассмотрены структуры, содержащие релейные элементы, и сделана попытка установления связи между рассматриваемым классом структур и структурными схемами систем оптимального регулирования. В частности, указано на то, что необходимым (но не достаточным) условием для создания любой системы оптимального регулирования является наличие в ее составе структуры, устойчивой при неограниченном увеличении ее коэффициента усиления. Следует иметь в виду, что эта часть работы не отличается математической строгостью и построена больше на физическом рассмотрении существа вопроса.
В шестой главе рассмотрены некоторые количественные соотношения, которые должны помочь практическому применению изложенной теории синтеза структур. Кроме того, в этой главе устанавливается, что рассматриваемые системы относятся к классу грубых (в смысле А.А.Андронова) систем.
Седьмая глава посвящена структурному синтезу систем с несколькими, связанными между собой через объект, регулируемыми величинами.
Наряду с вопросами, рассмотренными во всех предыдущих главах применительно к системам с одной регулируемой величиной, здесь рассмотрен вопрос об автономности как о структурном свойстве указанного класса структур, о характере связи в зависимости от структуры части схемы, которую можно было бы назвать
регулятором, и указаны случаи, когда автономность является необходимым условием оптимальности.
Все главы дополнены численными примерами, которые иллюстрируют основные выводы теории, а также метод выбора структуры и расчета основных параметров.Исходные сведения и некоторые свойства кривой Д-разбиения.
Постановка задачи и некоторые исходные положения.
Операции с элементарными динамическими звеньями.
Определение основных свойств системы автоматического регулирования из кривой Д-разбиения.
Примеры.
Системы с одной регулируемой величиной.
Одноконтурные системы.
Корректирующие обратные связи.
Некоторые примеры систем с большими коэффициентами усиления.
Структуры, допускающие неограниченное увеличение коэффициента усиления без нарушения устойчивости.
Рассмотрение отдельных случаев.
Пример системы, устойчивой при неограниченном увеличении коэффициента усиления. Автоматическое регулирование скорости электрического двигателя.
Системы с несколькими стабилизирующими устройствами.
Введение n стабилизирующих устройств в одноконтурную систему. Вариант No 1.
Введение n стабилизирующих устройств в одноконтурную систему. Вариант No 2.
Рассмотрение частных случаев.
Стабилизация структурно неустойчивой системы.
Одноконтурная система с запаздыванием.
Система с запаздыванием при введении стабилизирующего устройства общего типа.
Система, в которой элемент с запаздыванием охвачен стабилизирующим устройством.
Примеры.
Структурные условия качества.
Постановка и ограничение задачи.
Структуры, допускающие неограниченное увеличение коэффициента усиления и обладающие любой областью положитетельности вещественной частотной характеристики.
Определение качества систем автоматического регулирования по вырожденному уравнению и определение величины перерегулирования.
Введение в систему стабилизирующих устройств.
Связь общего коэффициента усиления с некоторыми оценками качества.
Примеры.
Некоторые нелинейные задачи.
Учет влияния нелинейностей, которые не ограничивают величин переменных и их производных в процессе регулирования.
О фильтрующих свойствах рассматриваемого класса структур.
Нелинейности с положительным наклоном характеристик.
Релейные системы.
Структура систем оптимального регулирования.
Примеры.
Некоторые количественные соотношения.
Об учете влияния малых параметров.
Определение величин коэффициентов усиления.
Об учете влияния начальных условий.
Системы с несколькими регулируемыми величинами.
Предварительные замечания.
Структуры систем со многими реrулируемыми величинами, допускающие неограниченное увеличение коэффициентов усиления.
Второй путь решения поставленной задачи.
Одно обобщение.
Многосвязные системы, содержащие элементы с запаздыванием.
Многосвязные системы с запаздыванием, устойчивые при неограниченном увеличении коэффициентов усиления отдельных контуров регулирования.
Автономность процессов регулирования в системах с несколькими регулируемыми величинами, связанными между собой через объект.
Автономность многосвязных систем регулирования при наличии элементов с запаздыванием.
Зависимость характера связи от структуры системы многосвязного регулирования.
Примеры.
Литература.