Центральной проблемой расчета и проектирования систем автоматического управления является проблема обеспечения высокого качества ее функционирования, включая оптимизацию по тем или другим критериям; это – проблема синтеза САУ.Второй том учебника посвящен изложению методов синтеза регуляторов, обеспечивающих заданное качество процессов управления и позволяющих определить состав, структуру САУ и параметры всех ее устройств из условия удовлетворения заданному комплексу технических требований в классе линейных (стационарных и нестационарных), нелинейных, дискретных и многомерных систем. Отражены основные положения модального управления.Изложены основы теории оптимальных систем классическое вариационное исчисление, принцип максимума Л.С. Понтрягина, динамическое программирование Р. Беллмана, аналитическое конструирование регуляторов (АКОР).Рассмотрены проблема моментов, предложенная и обоснованная Н.Н. Красовским, и нашедший широкое применение метод математического программированияОтражены подходы, позволяющие синтезировать оптимальные системы с ограничением на фазовые переменные. 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; он может быть также использован аспирантами и инженерами, а некоторые положения – научными работниками, занимающимися автоматическими системами.СОДЕРЖАНИЕ (укороченное)ЧАСТЬ II. МЕТОДЫ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ, НА КОТОРЫХ БАЗИРУЕТСЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ 1.1. Основные этапы решения задачи синтеза регуляторов в классе линейных стационарных систем1.2. Общие положения, определяющие пути обеспечения заданного качества и структуру регулятора в классе линейных стационарных систем 1.3. Математические модели и структурные схемы регуляторов 1.4. Общие принципы, на которых базируются основные теоретические положения методов и алгоритмы расчета параметров в задачах синтеза регуляторов ГЛАВА 2. МЕТОДЫ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ В КЛАССЕ ОДНОМЕРНЫХ СИСТЕМ 2.1. Методы построения эталонных передаточных функций замкнутых систем 2.2. Принцип динамической компенсации и анализ его эффективности для класса стационарных систем2.3. Расчет регуляторов с помощью уравнений синтеза2.4. Метод эталонных передаточных функций замкнутых систем управления2.5. Метод эталонных передаточных функций разомкнутых систем2.6. Оптимизационный метод синтеза регуляторов в частотной области2.7. Оптимизационный метод синтеза регуляторов во временной области2.8. Проекционный метод синтеза регуляторов2.9. Спектральный метод синтеза регуляторов с использованием функций лягерра 2.10. Метод моментов синтеза регуляторов2.11. Метод матричных операторов2.12. Методы синтеза регуляторов в классе одномерных линейных нестационарных систем 2.13. Методы синтеза регуляторов в классе одномерных нелинейных систем ГЛАВА 3. ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 3.1. Определение импульсной переходной функции (ИПФ) по частотным характеристикам замкнутой системы3.2. Определение переходной характеристики по частотной характеристике замкнутой системы3.3. Оценка качества переходной характеристики по частотным характеристикам3.4. Связь показателей качества замкнутой системы с частотными характеристиками разомкнутой3.5. Определение частоты среза ЛАЧХ разомкнутой системы при наличии ограничений на максимальное ускорение в системе [133]3.6. Метод логарифмических амплитудно-частотных характеристик (частотный метод синтеза последовательных корректирующих устройств В.В. Солодовникова)ГЛАВА 4. МЕТОДЫ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ В КЛАССЕ МНОГОМЕРНЫХ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ (ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ) 4.1. Математическое описание многомерных систем автоматического управления4.2. Постановка задачи синтеза регуляторов в классе многомерных стационарных систем4.3. Динамическая и статическая развязка каналов (общие положения)4.4. Оптимизационные методы синтеза устройств развязки каналов и регуляторовГЛАВА 5. МОДАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ 5.1. Постановка задачи5.2. Модальное управление при полностью измеряемом векторе состояния. управление всеми модами 5.3. Управление отдельными модами при полных измерениях5.4. Оптимальное модальное управление одной модой при полных измерениях5.5. Модальное управление при неполных измеренияхГЛАВА 6. СИНТЕЗ ГРУБЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙ 6.1. Концепция функционально-множественной принадлежности 6.2. Реализация концепции функционально-множественной принадлежности в пространстве состояний на основе метода обобщенных фазовых ограничений 6.3. Расширение метода фазовых ограничений на ε-окрестностях множеств в пространстве состояний 6.4. Построение грубых систем управления при модульных ограничениях 6.5. Построение грубых систем управления при квадратичных ограничениях 6.6. Синтез робастных (η-робастных) систем управления по неполному вектору состояния6.7. Построение нелинейных робастных систем при структурно-параметрических неопределенностях 6.8. Синтез систем на основе граничных отображенийГЛАВА 7. РЕГУЛЯТОРЫ ОСНОВНЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 7.1. Основные управляемые параметры энергоблоков с реакторами ВВЭР и РБМК7.2. Структурные схемы регуляторов АЭС7.3. Регуляторы питания парогенератора7.4. Регуляторы уровня компенсатора объема7.5. Регуляторы уровня регенеративных подогревателей7.6. Регулятор питания барабана-сепаратора7.7. Регулятор давления пара в барабане-сепараторе7.8. Цифровой регулятор давления пара в барабане-сепараторе7.9. Цифровой регулятор разворота турбогенераторовЧАСТЬ III. МЕТОДЫ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВА 1. ВАРИАЦИОННОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ 1.1. Необходимое условие экстремума функционала 1.2. Задача с подвижными концами. Условие Вейерштрасса-Эрдмана 1.3. Необходимое условие Вейерштрасса сильного минимума функционала1.4. Задачи на условный минимум1.5. Решение задачи оптимального управления методом вариационного исчисления ГЛАВА 2. ПРИНЦИП МАКСИМУМА ПОНТРЯГИНА 2.1. Необходимые условия оптимальности в форме принципа максимума 2.2. Задача с подвижными концами. Принцип максимума для неавтономных систем 2.3. Оптимизация по быстродействию линейных объектов управления 2.4. Синтез оптимального управленияГЛАВА 3. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 3.1. Синтез оптимального управления методом фазового пространства 3.2. Аппроксимация поверхности переключения3.3. Ошибки слежения в оптимальных по быстродействию сау3.4. Приближённый способ учёта малых постоянных времениГЛАВА 4. ДИНАМИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ И АНАЛИТИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРА 4.1. Дискретный многошаговый процесс; принятия решений4.2. Принцип оптимальности. Основное функциональное уравнение беллмана4.3. Метод динамического программирования для непрерывных систем 4.4. Задача об аналитическом конструировании регулятора 4.5. Связь между принципом максимума и динамическим программированиемГЛАВА 5. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ И МОМЕНТОВ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОГРАММ И ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ УПРАВЛЕНИЙ. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ 5.1. Алгоритм построения оптимальных программных управлений и оптимальных программ методами математического программирования с использованием матричного представления операторов в ортогональных базисах5.2. Алгоритм построения оптимальных программных управлений стационарными линейными объектами по критерию минимальной энергии5.3. Алгоритм построения оптимальных программных управлений нестационарными линейными объектами по критерию минимальной энергии5.4. Алгоритм построения оптимальных программных управлений и оптимальных программ классом нелинейных объектов5.5. Метод моментов (основные положения) 5.6. Управляемость линейных систем5.7. Наблюдаемость линейных систем5.8. Некоторые подходы к синтезу оптимальных систем, работающих по принципу обратной связи5.9. Синтез оптимальных обратных связей ПРИЛОЖЕНИЯ Тома 1-й серии учебников ''Методы классической и современной ТАУ''2000 года:Том 1 - Анализ и статистическая динамика САУТом 2 - Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления (текущая книга)Том 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

Скачать книгу бесплатно (djvu, 11.30 Mb)   |  Читать «Методы классической и современной теории автоматического управления: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автома. Под ред. Н.Д. Егупова»