Кошкин Ю.Н. Основы теории управления. Лекции для студентов

Общие понятия об управлении.
Общие замечания по объектам.
Принципы построения систем автоматического управления.
Задачи ТАУ, классификация САУ, примеры.
Классификация САУ.
Математическое описание САУ.
Примеры САУ.
Линейная теория автоматического управления.
Линеаризация нелинейных функций.
Линеаризация дифференциальных уравнений.
Математическое описание линейных САУ.
Свободное поведение САУ.
Передаточные функции.
Частотные характеристики САУ.
Структурные методы ТАУ.
Типовые звенья САУ.
Усилительное звено.
Интегрирующее звено.
Апериодическое звено.
Колебательное звено или звено 2-го порядка.
Идеальное дифференцирующее звено.
Реальное дифференцирующее звено.
Охват апериодического звена обратными связями.
Структурные преобразования.
Правила преобразования структурных схем.
Правила переноса сигнала.
Передаточные функции систем по управляющему и возмущающему воздействиям.
Проблема устойчивости САУ.
Основное условие устойчивости.
Критерий устойчивости линейных САУ.
Понятие запаса устойчивости по фазе и по модулю.
Физический смысл запаса устойчивости по фазе и по модулю.
Критерий Найквиста в логарифмическом масштабе.
Д-разбиение.
Качество регулирования.
Анализ статических режимов.
Анализ статических режимов скалярных систем.
Коэффициенты ошибок.
Динамическое поведение САУ.
Показатели качества регулирования при единичном ступенчатом сигнале.
Количественные характеристики переходных процессов.
Оценка качества регулирования по косвенным критериям.
Частотные критерии качества переходных процессов.
Свойства вещественно-частотных характеристик и соответствующих им переходных функций.
Построение переходной характеристики по ВЧХ замкнутой системы.
Связь ВЧХ замкнутой системы с амплитудно-фазовой характеристикой разомкнутой системы (круговые диаграммы).
Определение ВЧХ замкнутой системы по ЛЧХ разомкнутой системы.
Синтез линейных систем автоматического управления.
Формулировка задачи синтеза.
Управляемость динамических систем.
Критерий управляемости.
Реализуемость.
Реализуемость равновесного состояния.
Реализуемость желаемых дифференциальных уравнений.
Модальный метод синтеза.
Канонические преобразования.
Синтез скалярных систем модальным методом.
Статический расчёт системы.
Определение коэффициента усиления разомкнутой САУ скалярной системы.
Частотный метод синтеза.
Пересчёт последовательной коррекции в параллельную.
Построение желаемой частотной характеристики.
Исследование САУ со звеном чистого запаздывания.
Оценка состояния линейных динамических систем.
Способ прямого вычисления вектора состояния.
Условия наблюдаемости.
Линейные САУ при случайных воздействиях.
Характеристики случайных функций.
Спектральная плотность.
Прохождение стационарных случайных сигналов через линейную САУ.
Статистический расчёт ошибки в замкнутой системе автоматического управления.
Синтез систем с оптимальными параметрами, обеспечивающих минимальную среднеквадратичную ошибку.
Нелинейная теория систем автоматического управления.
Математическое описание нелинейных систем. Особенности процессов в нелинейных системах.
Общая характеристика методов исследования нелинейных систем.
Метод фазовой плоскости.
Порядок исследования методом фазовой плоскости.
Построение фазового портрета методом изоклин.
Классификация предельных циклов с точки зрения устойчивости.
Построение фазового портрета для нелинейной системы с кусочно-линейными звеньями.
Метод точечного преобразования академика А. А. Андронова.
Построение переходного процесса по фазовой траектории.
Прямой (второй) метод А. М. Ляпунова для исследования нелинейных систем.
Построение V-функций Ляпунова (примеры).
Определение абсолютной устойчивости нелинейных систем.
Критерий абсолютной устойчивости В. М. Попова.
Обобщение критерия Попова на случай нейтральной и неустойчивой линейной части системы.
Связь критерия Попова с критерием Найквиста.
Приближённые методы исследования нелинейных систем.
Метод гармонической линеаризации.
Критерий Гольдфарба.
Определение устойчивости автоколебаний по алгебраическим критериям (метод Е. П. Попова).
Пример нахождения автоколебания релейной САУ.
Графо-аналитические методы построения переходных процессов.
Примеры построения переходных процессов методом Башкирова.
Импульсные системы автоматического управления.
Особенности динамики импульсных САУ.
Математическое описание линейных импульсных систем.
Основные свойства дискретного преобразования Лапласа.
Частотные характеристики линейных импульсных САУ с АИМ.
Устойчивость импульсных САУ.
Частотные критерии устойчивости.
Системы автоматического управления с цифровыми вычислительными.
Особенности динамики цифровых САУ.
Оптимальные системы автоматического управления.
Адаптивные системы автоматического управления.
Самонастраивающиеся САУ со стабилизацией критерия качества управления.
Самонастраивающиеся САУ с оптимизацией качества управления.
Методы поиска экстремума функции J.
Методы определения производных J.
О задачах и методах исследования и расчёта самонастраивающихся САУ.