Теория систем автоматического регулирования

Совершенствование технологии и повышение производительности труда шо 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.[p/]

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 вход-ных 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 уделена значительное 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.