Учебное пособие. - Пермь: Издательство Пермского государственного
технического университета, 2008. – 276 с.
На примере непрерывных детерминированных систем с сосредоточенными
параметрами в образовательном аспекте излагаются общие
методологические основы теории автоматического управления (ТАУ) с
позиций ее применения для исследования управляемых процессов в
энергетических машинах, двигателях и аппаратах.
Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению (специальности) подготовки 140500.62 «Энергомашиностроение», 160302.65 «Ракетные двигатели» и 160801.65 «Ракетостроение» как при начальном изучении ТАУ, так и по темам, касающимся вопросов автоматического регулирования и управления, других учебных дисциплин. В современном обществе, отличающемся применением высокоэнергетических, экологически небезопасных технологий, все большее внимание уделяется повышению эффективности и качества осуществляемых процессов управления. Это непосредственно относится и к управлению объектами энергомашиностроения, каковыми являются различные машины, установки, двигатели и аппараты, производящие, преобразующие и потребляющие разнообразные формы энергии. В повышении надежности и безопасности работы таких объектов, исключении «человеческого фактора» в создании аварийных ситуаций ведущая роль принадлежит применению систем автоматического управления. Поэтому в учебные планы высшего технического образования, как правило, включается изучение основ теории автоматического управления и регулирования.
Научную и прикладную основу теории автоматического управления (ТАУ) представляет ее постоянно совершенствующийся математический аппарат. Для решения типичных при проектировании систем автоматического управления (САУ) задач анализа, синтеза и идентификации в ТАУ повсеместно используются различные виды математических моделей, разнообразные математические методы и вычислительные алгоритмы, а также специально разработанные графоаналитические методы. Высокий уровень математизации ТАУ создает определенные трудности при изучении этой дисциплины. В частности, ее инженерная суть часто отодвигается на второй план многообразием и сложностью предлагаемых математических методов, а также трудоемкостью использования современных специализированных компьютерных программ.
В данном учебном пособии предпринята попытка изложения методологических основ ТАУ в аспекте начальной общеинженерной математической подготовки. Для этого, во-первых, класс рассматриваемых САУ ограничен непрерывными детерминированными системами с сосредоточенными параметрами, во-вторых, использовано информативно-справочное изложение математического аппарата, в-третьих, рассматриваются математические и графоаналитические методы, рассчитанные на применение как компьютерных вычислений, так и ручных, позволяющих контролировать результаты первых. Соответственно, принята следующая последовательность рассмотрения тем: взаимосвязь ТАУ с другими научными дисциплинами (Введение), основные понятия и задачи ТАУ (см. главы 1 и 2), математическое описание и исследование линейных САУ с помощью передаточных функций (см. главы 3 и 4), частотные методы исследования (см. главу 5), методы переменных состояния (см. главу 6), нелинейные системы
(см. главу 7), примеры выполнения анализа и синтеза САУ (см. главу 8). В приложениях приведены краткие сведения по математическим основам ТАУ, а также справочная информация, дополняющая материал основных разделов пособия.
Для ссылок в тексте на формулы, рисунки и таблицы используются идентификаторы этих объектов в виде разделенных точками трех групп символов: первая из них указывает на главу, вторая – на подраздел, третья – на порядковый номер объекта в подразделе.
Пособие предназначено для использования при самостоятельной работе обучающимися на энергомашиностроительных специальностях как при начальном изучении ТАУ, так и по темам, касающимся вопросов автоматического управления и регулирования, других учебных дисциплин.
Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению (специальности) подготовки 140500.62 «Энергомашиностроение», 160302.65 «Ракетные двигатели» и 160801.65 «Ракетостроение» как при начальном изучении ТАУ, так и по темам, касающимся вопросов автоматического регулирования и управления, других учебных дисциплин. В современном обществе, отличающемся применением высокоэнергетических, экологически небезопасных технологий, все большее внимание уделяется повышению эффективности и качества осуществляемых процессов управления. Это непосредственно относится и к управлению объектами энергомашиностроения, каковыми являются различные машины, установки, двигатели и аппараты, производящие, преобразующие и потребляющие разнообразные формы энергии. В повышении надежности и безопасности работы таких объектов, исключении «человеческого фактора» в создании аварийных ситуаций ведущая роль принадлежит применению систем автоматического управления. Поэтому в учебные планы высшего технического образования, как правило, включается изучение основ теории автоматического управления и регулирования.
Научную и прикладную основу теории автоматического управления (ТАУ) представляет ее постоянно совершенствующийся математический аппарат. Для решения типичных при проектировании систем автоматического управления (САУ) задач анализа, синтеза и идентификации в ТАУ повсеместно используются различные виды математических моделей, разнообразные математические методы и вычислительные алгоритмы, а также специально разработанные графоаналитические методы. Высокий уровень математизации ТАУ создает определенные трудности при изучении этой дисциплины. В частности, ее инженерная суть часто отодвигается на второй план многообразием и сложностью предлагаемых математических методов, а также трудоемкостью использования современных специализированных компьютерных программ.
В данном учебном пособии предпринята попытка изложения методологических основ ТАУ в аспекте начальной общеинженерной математической подготовки. Для этого, во-первых, класс рассматриваемых САУ ограничен непрерывными детерминированными системами с сосредоточенными параметрами, во-вторых, использовано информативно-справочное изложение математического аппарата, в-третьих, рассматриваются математические и графоаналитические методы, рассчитанные на применение как компьютерных вычислений, так и ручных, позволяющих контролировать результаты первых. Соответственно, принята следующая последовательность рассмотрения тем: взаимосвязь ТАУ с другими научными дисциплинами (Введение), основные понятия и задачи ТАУ (см. главы 1 и 2), математическое описание и исследование линейных САУ с помощью передаточных функций (см. главы 3 и 4), частотные методы исследования (см. главу 5), методы переменных состояния (см. главу 6), нелинейные системы
(см. главу 7), примеры выполнения анализа и синтеза САУ (см. главу 8). В приложениях приведены краткие сведения по математическим основам ТАУ, а также справочная информация, дополняющая материал основных разделов пособия.
Для ссылок в тексте на формулы, рисунки и таблицы используются идентификаторы этих объектов в виде разделенных точками трех групп символов: первая из них указывает на главу, вторая – на подраздел, третья – на порядковый номер объекта в подразделе.
Пособие предназначено для использования при самостоятельной работе обучающимися на энергомашиностроительных специальностях как при начальном изучении ТАУ, так и по темам, касающимся вопросов автоматического управления и регулирования, других учебных дисциплин.