Главная Литература Системы автоматического управления Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования

Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования

Печать PDF

Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования

ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ИСПРАВЛЕННОЕ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

МОСКВА 1975

Книга представляет собой монографию, посвященную систематическому изложению теории автоматического регулирования и управления.

Книга содержит все основные разделы теории автоматического регулирования: теорию обыкновенных и особых линейных систем, теорию нелинейных, адаптивных и цифровых систем.

Книга рассчитана на преподавателей и студентов, специализирующихся в области автоматического регулирования и управления, и может быть также использована инженерами и научными работниками при самостоятельном изучении вопросов теории.

Теория систем автоматического регулирования. Издание третье, исправленное. Бесекерский В. А./ Попов Е. П., издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, М., 1975, 768 стр.

Содержание книги
Теория систем автоматического регулирования

Предисловие
РАЗДЕЛ I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Глава 1. Виды систем автоматического регулирования
§ 1.1. Понятие о замкнутых автоматических системах
§ 1.2. Классификация автоматических систем по характеру внутренних динамических процессов
§ 1.3. Примеры непрерывных автоматических систем
§ 1.4. Примеры дискретных и релейных автоматических систем

Глава 2. Программы и законы регулирования. Адаптивные системы
§ 2.1. Программы регулирования
§ 2.2. Линейные и нелинейные законы регулирования
§ 2.3: Системы с переменной структурой
§ 2.4. Системы с самонастройкой программы (экстремальные системы)
§ 2.5. Системы с самонастройкой параметров (собственно самонастраивающиеся системы)
§ 2.6. Системы с самонастройкой структуры (самоорганизующиеся системы)

РАЗДЕЛ II ОБЫКНОВЕННЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Глава 3. Линеаризация дифференциальных уравнений систем автоматического регулирования
§ 3.1. Линеаризация уравнений
§ 3.2. О записи линеаризованных уравнений звеньев

Глава 4. Динамические звенья и их характеристики
§ 4.1. Общие понятия
§ 4.2. Временные характеристики
§ 4.3. Частотная передаточная функция и частотные характеристики
§ 4.4. Логарифмические частотные характеристики
§ 4.5. Позиционные звенья
§ 4.6. Интегрирующие звенья
§ 4.7. Дифференцирующие звенья
§ 4.8. Неустойчивые и неминимально-фазовые звенья
§ 4.9. Звенья с модулированным сигналом

Глава 5. Составление исходных дифференциальных уравнений систем автоматического регулирования
§ 5.1. Общий метод составления исходных уравнений
§ 5.2. Передаточные функции систем автоматического регулирования
§ 5.3. Законы регулирования
§ 5.4. Использование структурных схем и графов
§ 5.5. Многомерные системы регулирования
§ 5.6. Управляемость и наблюдаемость
§ 5.7. Уравнения следящей системы

Глава 6. Критерии устойчивости
§ 6.1. Понятие об устойчивости систем регулирования
§ 6.2. Критерий устойчивости Гурвица
§ 6.3. Критерий устойчивости Михайлова
§ 6.4. Построение областей устойчивости. D-разбиение
§ 6.5. Критерий устойчивости Найквиста
§ 6.6. Определение устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам
§ 6.7. Устойчивость двумерных систем с антисимметричными связями

Глава 7. Построение кривой переходного процесса в системах автоматического регулирования
§ 7.1. Общие соображения
§ 7.2. Непосредственное решение исходного дифференциального уравнения
§ 7.3. Сведение неоднородного уравнения к однородному
§ 7.4. Использование преобразований Фурье, Лапласа и Карсона — Хевисайда
§ 7.5. Использование вещественных частотных характеристик
§ 7.6. Использование вычислительных машин

Глава 8. Оценка качества регулирования
§ 8.1. Общие соображения
§ 8.2. Точность в типовых режимах
§ 8.3. Коэффициенты ошибок
§ 8.4. Определение запаса устойчивости и быстродействия по переходной характеристике
§ 8.5. Приближенная оценка вида переходного процесса по вещественной частотной характеристике
§ 8.6. Корневые методы
§ 8.7. Диаграмма Вышнеградского
§ 8.8. Интегральные оценки
§ 8.9. Частотные критерии качества
§ 8.10. Чувствительность систем регулирования

Глава 9. Повышение точности систем автоматического регулирования
§ 9.1. Общие методы
§ 9.2. Теория инвариантности и комбинированное управление
§ 9.3. Неединичные обратные связи

Глава 10. Улучшение качества процесса регулирования
§ 10.1. О корректирующих средствах
§ 10.2. Последовательные корректирующие звенья
§ 10.3. Параллельные корректирующие звенья
§ 10.4. Обратные связи
§ 10.5. Методы повышения запаса устойчивости
§ 10.6. Примеры

Глава 11. Случайные процессы в системах автоматического регулирования
§ 11.1. Вводные замечания
§ 11.2. Случайные процессы
§ 11.3. Стационарные случайные процессы
§ 11.4. Корреляционная функция
§ 11.5. Спектральная плотность стационарных процессов
§ 11.6. Канонические разложения случайных функций
§ 11.7. Прохождение случайного сигнала через линейную систему
§ 11.8. Расчет установившихся ошибок в автоматических система
§ 11.9. Расчеты по минимуму среднеквадратичной ошибки

Глава 12. Методы синтеза систем автоматического регулирования
§ 12.1. Общие соображения
§ 12.2. Корневой метод
§ 12.3. Метод корневых годографов
§ 12.4. Метод стандартных переходных характеристик
§ 12.5. Метод логарифмических амплитудных характеристик
§ 12.6. Синтез систем автоматического регулирования на основе частотных критериев качества
§ 12.7. Об оптимальном синтезе
§ 12.8. Использование классических вариационных методов
§ 12.9. Динамическое программирование
§ 12.10. Аналитическое конструирование регуляторов

РАЗДЕЛ III ОСОБЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Глава 13. Системы с переменными параметрами
§ 13.1. Основные понятия
§ 13.2. Нахождение функции веса и построение переходных процессов
§ 13.3. Передаточные функции
§ 13.4. Устойчивость и качество регулирования
§ 13.5. О синтезе систем с переменными параметрами

Глава 14. Системы с запаздыванием и системы с распределенными параметрами
§ 14.1. Уравнения линейных систем с запаздыванием
§ 14.2. Уравнения линейных систем с распределенными параметрами
§ 14.3. Исследование устойчивости и качества регулирования

Глава 15. Импульсные системы
§ 15.1. Общие сведения
§ 15.2. Использование z-преобразования
§ 15.3. Передаточные функции
§ 15.4. Устойчивость и качество импульсных систем регулирования
§ 15.5. Случайные процессы в импульсных системах

РАЗДЕЛ IV НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Глава 16. Составление уравнений нелинейных систем автоматического регулирования
§ 16.1. Общие понятия
§ 16.2. Уравнения систем с нелинейностью релейного типа
§ 16.3. Уравнения систем с нелинейностью в виде сухого трения и зазора
§ 16.4. Уравненвя систем с нелинейнсстями других видов

Глава 17. Точные методы исследования устойчивости и автоколебаний
§ 17.1. Фазовые траектории и метод точечных преобразований
§ 17.2. Теоремы прямого метода Ляпунова и их применение
§ 17.3. Определение автоколебаний релейных систем методом Брипасовывания
§ 17.4. Частотный метод В. М. Попова
§ 17.5. Исследование систем с переменной структурой

Глава 18. Приближенные методы исследования устойчивости и автоколебаний
§ 18.1. Гармоническая линеаризация нелинейностей
§ 18.2. Алгебраические способы определения автоколебаний и устойчивости в нелинейных системах первого класса
§ 18.3. Примеры исследования нелинейных систем первого класса
§ 18.4. Нелинейные системы второго класса
§ 18.5. Вычисление высших гармоник и уточнение первой гармоники автоколебаний
§ 18.6. Частотный метод определения автоколебаний

Глава 19. Медленно меняющиеся процессы в автоколебательных системах
§ 19.1. Статические и скоростные ошибки автоколебательных систем
§ 19.2. Прохождение медленно меняющихся сигналов в автоколебательных системах
§ 19.3. Гармоническая линеаризация нелинейностей при несимметричных колебаниях

Глава 20. Оценка качества нелинейных процессов регулирования
§ 20.1. Приближенное исследование колебательных переходных процессов
§ 20.2. Примеры исследования колебательных переходных процессов
§ 20.3. Система с нелинейным корректирующим устройством
§ 20.4. Примзнение логарифмических частотных характеристик для исследования нелинейных законов регулирования

Глава 21. Вынужденные колебания нелинейных систем
§ 21.1. Симметричные одночастотные вынужденные колебания
§ 21.2. Несимметричные вынужденные колебания с медленно меняющейся составляющей
§ 21.3. Зависимость устойчивости и качества нелинейных систем от внешних вибраций

Глава 22. Случайные процессы в нелинейных системах
§ 22.1. Статистическая линеаризация нелинейностей
§ 22.2. Простейшие случайные процессы в нелинейных системах
§ 22.3. Пример исследования влияния случайных помех на динамику нелинейной системы

Глава 23. Нелинейная оптимизация систем автоматического регулирования
§ 23.1. Общие положения
§ 23.2. Синтез оптимальной системы с использованием принципа максимума
§ 23.3. Последовательная оптимизация на базе нелинейного программирования

РАЗДЕЛ V ЦИФРОВЫЕ И АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Глава 24. Системы регулирования с цифровыми вычислительными машинами
§ 24.1. Общие понятия
§ 24.2. О синтезе систем регулирования с ЦВМ
§ 24.3. Дискретная коррекция
§ 24.4. Периодические режимы, обусловленные квантованием по уровню

Глава 25. Адаптивные системы
§ 25.1. Системы экстремального регулирования
§ 25.2. Самонастраивающиеся системы

Приложение 1. Таблица h-функций
Приложение 2. Таблица интегралов
Литература
Предметный указатель

Предисловие

Совершенствование технологии и повышение производительности труда во всех отраслях народного хозяйства относятся к важнейшим задачам технического прогресса нашего общества. Решение этих задач возможно лишь при широком внедрении систем автоматического регулирования и управления как отдельными объектами, так и производством, отраслью и всем народным хозяйством в целом. Поэтому изучение основ автоматического регулирования и управления предусматривается в настоящее время при подготовке выпускников практически всех инженерных специальностей.

Содержание книги близко к программам курсов теории автоматического регулирования и управления, читаемых в высших технических учебных заведениях. Ряд вопросов освещен более широко. Подробные примеры по всем разделам книги читатель может найти в «Сборнике задач по теории автоматического регулирования и управления» («Наука», изд. 4-е, 1972).

В первом разделе книги даны общие сведения о системах автоматического регулирования, их классификация, понятия о программах и законах регулирования и понятия о различных структурах используемых на практике систем. Изложение иллюстрируется примерами.

Второй раздел представляет систематическое изложение теории линейных (точнее, линеаризованных) систем автоматического регулирования. Он начинается с рассмотрения таких вопросов, как составление и линеаризация исходных уравнений движения и типовые динамические звенья. Затем излагаются возможные подходы, которые используются при анализе замкнутых систем регулирования. Раздел завершается рассмотрением применяемых в практике методов синтеза.

В третьем разделе изложена теория особых линейных систем, к которым относятся системы с переменными параметрами, системы с постоянным временным запаздыванием, системы с распределенными параметрами и импульсные системы регулирования. Необходимо отметить, что излагаемая в этом разделе теория импульсных систем служит базой для рассматриваемых ниже систем регулирования, содержащих в своем контуре цифровые вычислительные машины.

Четвертый раздел содержит сведения о нелинейных системах автоматического регулирования. Здесь последовательно излагается теория нелинейных систем, которая начинается с рассмотрения методики составления исходных уравнений движения. Далее излагаются точные, а затем приближенные методы исследования устойчивости и автоколебаний, методы анализа качества нелинейных систем в различных режимах и при различных входных воздействиях. Раздел заканчивается изложением вопросов нелинейной оптимизации систем автоматического регулирования.

Пятый раздел посвящен рассмотрению основ теории систем регулирования, содержащих в своем контуре цифровые вычислительные машины, я адаптивных (приспосабливающихся) систем.

Научно-техническая революция, вызванная созданием цифровых вычислительных машин, сказалась на развитии многих отраслей науки и техники» Особо сильному влиянию подверглись теория и практика автоматического регулирования и управления объектами и совокупностями объектов как в гражданской, так и в военной технике.

Применение цифровой вычислительной техники открывает большие возможности при управлении такими сложными устройствами и системами как прокатные станы, домны, бумагоделательные машины, поточные линии, подвижные объекты (самолеты, ракеты, космические корабли и др.), автоматизированные системы управления производством, железнодорожным транспортом, воздушным движением и т. п. В связи с этим в книге уделенозначительное внимание вопросам теории работы систем управления с цифровыми вычислительными машинами.

Предполагается, что читатели знакомы с преобразованиями Лапласа, Карсона-Хевисайда и Фурье, которые излагаются и используются в курсах высшей математики, теоретической механики и теоретических основ электротехники. Поэтому в соответствующих разделах книги даются лишь краткие напоминания основ их применения. Более подробно изложен математический аппарат, используемый для исследования импульсных и цифровых систем управления.

Разделы II, III и V написаны В. А. Бесекерским, а разделы I и IV — Е. П. Поповым.

Скачать книгу Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. Издание третье, исправленное. Москва, издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1975

 

Мировые новости

США и НАТО готовы пойти на крайние меры в отношении Ливии, где продолжает литься кровь противников режима Муамара Каддафи. Представители Вашингтона открыто признают, что в Белом доме обсуждается идея военного вмешательства в ситуацию, в то время как к берегам африканского государства уже стягивается американская армия.

Подробнее ...