Солодовников, страница 2

„"... зрпг — след матрицы ';:.- зпр — верхняя граница '-:-;: Т вЂ” время переходного процесса (или постоя --;-Тв, — минимальное время переходного проце !;:.- Тч — постоянная времени объекта регулирова ";,;.уХг — время :1;;.;;:Ва — напряжение потенциометра ";~~,:' "„'ХХ~ — напряжение тахогенератора ".',;-':,:.Ц,— напряжение на выходе генератора .';!"."Х) — заданное множество (матрица) .'.:,;;„'-!~Хьрс(г) — оптимальное управление :,,":";",.'~Х(з) — изображение входного сигнала и (1) '~.,"",:.'Ф(() — вектор управлении .';,!~:;!Х(, — сигнал ошибки '~.;.;~г; и — линейная скорость '";„";:",':.)Х(з) — передаточная функпия разомкнутой С к возмущающему воздействию ;,';,,':;!'-':,М(в) — мнимая часть В (Хв) ":~~~'-.,':~вв„х — максимальное значение ускорения ре чины '4$'и — подпроблемы приемлемых решений .

"„:;;.'Ф~ ()в) — передаточная функция (частотная разомкнутой дискретной системы '.;:,$"(з) — передаточная функция разомкнутой С к управляющему воздействию ,":, Рос(з) — передаточная функция элемента об . '::; Муз(з) — передаточная функция последовате рующего устройства '„; 'Фр(з) — передаточная функция регулятора :-" )(7,(з) — передаточная функция объекта регу меняемой части системы) :.::„Фф(з) — передаточная функция фильтра Ф'(а) — л-передаточная функция дискретной ",,, %",(з) — передаточная функция экстраполято ':;; %'(х) — плотность распределения вероятносте чины -.::„: д — заданное множество ': Х((1в) — частотный спектр входного сигнала Х((з) — преобразование Лапласа для х(Г) л*(1) — дискретный входной сигнал х,*(г) — дискретный сигнал на входе экстраполятора (выхода ЭВМ) х (() — регулируемая переменная х„ — входной сигнал хвоях — выходной сигнал х(со) — установившееся значение регулируемой величины х „„— начальное значение процесса регулирования х, (г) — оптимальный переходный процесс х„— максимальное отклонение регулируемой величины х,(йт„) — выходной сигнал с ЭВМ к,(г) — выходной сигнал экстраполятора х — вектор состояния Х з(з) — преобразование Лапласа для величины х~*(() на входе Х,(з) †преобразован Лапласа для величины х, на выходе экстрополятора У(!и) — частотная характеристика САР У(з) — передаточная функция замкнутой САР по отношению к возмущающему воздействию У(г) — Х-преобразование для у(й) у(й) — дискретный сигнал на выходе системы у(Г) — выходная переменная 7 в выходной вектор Х(з) — передаточная функция параллельного корректирующего устройства а„— коэффициенты передаточной функции САР у — запас устойчивости САР по фазе А — допустимая ошибка регулируемой величины А, — определитель Гурвица ЬА1(г) — разность отклонений моментов (движущего н сопротивления) Аъ — промежуток времени б,(й) †дель-последовательность Кронекера б — поправки к асимптотическим ЛАЧХ б(г) — дельта-функция Е(з) — преобразование Лапласа для сигнала ошибки е(() ь — коэффициент демпфирования днфференцирующего звена 2-го порядка 6(ы) — логарифмическая фазовая частотная характеристика д — угол тангажа 6~(г) — программное значение угла тангажа к — коэффициент наклона вещественной частотной характеристики Х~ — корни характеристического уравнения т — порядок астатизма САР 5,— коэффициент демпфирования колебательного звена р(т) — нормированная корреляционная функция о,„' — дисперсия случайного процесса о' — шум квантования на выходе по- по- ание явью ию к а для Лап- вре- ере- ':-:,й,,' †, шум квантования на входе :;"л: — величина перерегулирования, Я> :::,э-:постоянная времени дифференцирующего звена 1-го рядка постоянная времени дифференцирующего звена 2-го рядка :"'(э: †.

" постоянное запаздывание :.Ф' '- .,'; '; Х; ҄— такт квантования (дискретизацин) (з) — матричная передаточная функции (преобразоз Лапласа для матрицы ~р(()) -,'ф((з) — Х-передаточная функции системы с обратной св и ЭВМ в контуре управления :~(Ц вЂ расширенн матрица перехода '.фее) — частотная характеристика замкнутой САР . 'г) — переходная матрица '. ' " в) — передаточная функция замкнутой САР по отношен ,',)).,';-;:";::,'Управляющему воздействию (преобразование Лаплас :...,'ь~::;;:,',.: Ч(г) ) (з) — передаточная функция ошибки з) — матричная передаточная функция (преобразование ', паса для матрицы ~р(1)) .:,',, ) — переходная, илн фундаментальная, матрица ) — вспомогательная функция гз) — фазовая частотная характеристика замкнутой САР ,:., й) — преобразование Лапласа для ф(Г) ,',: угловая скорость (угловая частота) 'Ф: :,, ''+' номинальная угловая скорость частота среза ЛАЧХ :;-'~9~': сопрягающая частота ЛАЧХ колебательного звена ,~рк — частота среза, соответствующая минимальному :,м~:! меня переходного процесса ':~)(('ьв~ — частота среза, соответствующая оптимальному п ,::::;:~~,;::-:.:::-:ходному процессу ' -'~ —::,; частота автоколебаний 'д" ПРЕДИСЛОВИЕ Учебное пособие посвящено теории управления техническими системами — технологическими машинами н процессами, энергетическими установками (включая ядерные реакторы), движущимися объектами различного назначения и др.

Теория автоматического управлении (ТАУ) .техническими системами представляет собой дальнейшее развитие теории ав.томатического регулирования (ТЛР). Предмет ТАР— системы автоматического регулирования (САР) — достаточно полно определен в соответствующей технической и учебной литературе. ТЛР изучает системы регулирования, осуществляющие лишь «отработку» входных управляющих воздействий, в предмет ТЛР не входят вопросы формирования этих воздействий.

Объектом ТАУ являются системы автоматического управления (САУ), функциональное назначение которых заключается: во-первых, в формировании управляющих воздействий на основе соответствующих алгоритмов и исходя из цели управления (напрнмер, оптимальных управлений, техническая реализация которых возможна благодаря использованию цифровых вычислительных средств); во-вторых, в «отработке» этих воздействий на требуемом уровне выходной мощности и с необходимой точностью при помощи СЛР в условиях действия возмущений и помех.

В основе теории автоматического управления техническими системами лежат многие понятия, принципы и методы ТЛР. Но отличать ТАР от ТАУ необходимо, н вряд ли можно считать оправданным то, что термин ТЛР иногда подменяется в научно-технической литературе термином ТЛУ. На иаш взгляд, оба термина имеют право на самостоятельное существование, так как отражают различную сущность. Материал пособия базируется в значительной мере на книге: Солодовников В. В., Плотников В.

Н., Яковлев А. В. «Основы теории и элементы систем автоматического регулирования» (Мл Машиностроение, 1985. 536 с.), - переработанной с учетом достижений научно-технического прогресса за последние годы. Показано становление и развитие ТЛУ на основе ТЛР, теории информации, информатики, кибернетики н вычислительной техники, Изложение основного материала учебного пособия пачкается с понятий н определений теории автоматического регулирования, существенных для дальнейшего рассмотрения ТАУ. Далее приведены методы математического описания САР "'",,::::й,переменных вход-выход и в переменных состояния; дан ана- -:"хя1тз'устойчивости линейных непрерывных систем„ рассмотрен :-~Гастотный метод анализа качества регулирования и синтеза ;",'САР; перечислены элементы анализа нелинейных систем. Кроме того, в пособии даны основы ТАУ: теория детермини- ,:.':фовш1ного оптимального управления как одномерных, так и '."Ъ)яогомерных непрерывных и дискретных систем„основы синте- :!"«й оптимальных систем при случайных воздействиях, методы ''::;")»гписа1шя,дискретных и дискретно-непрерывных систем; методы '',!~щвитификацин, понятие об адаптивных системах управления, ..(«1)1нозные сведения об иерархических многоуровневых СЛУ.

:;;,:„.фаложены вопросы анализа и синтеза дискретных и цифровых "',:-'.~)АУ„включая цифровое управление с помощью микроЭВМ, а ,~йкже методы проектирования н автоматизации проектирования ,ф$~~нических систем управления. :-'~:.':;, Среди отечественных изданий, посвященных перечисленным :,~~гнее вопросам„~нет книг, в которых в сжатой н доступной фор- ;:~)~ изложена теория автоматического управления техническими 1»~)гбтемами (ТАУ ТС) на основании принятого здесь подхода ,'"~~'",. Данное учебное пособие охватывает только, собственно тео- '„;'ф~Ю управления техническими системами, так как технические ,„"';~федства СЛР и САУ являются предметом специальной книги. ':~„'~::::.Настоящее издание предназначено для студентов техничес- ,'~фх вузов, изучающих курс «Управление в технических систе;::Ф .

" » (УТС) в рамках учебных планов по различным специаль- "'. ' тям,,кроме специальности «Лвтоматика н управление в тех- !н()ческнх системах». Студентам, специализирующимся по систе- ;,, "ям автоматического н автоматизированного управления, не' одим больший объем научно-технической информации, чем ;:н,:'данной книге.

Курс «Управление в технических системах» ,'~фщяется фундаментальным для целого ряда технических вузов ::~-„';":" и изучения этой дисциплины помимо обычного курса высшей ематнкн необходимо знать элементы высшей алгебры, осно- "'~~ж':-теории матриц н случайных процессов, Изучив курс УТС, "~)'уденты будут обладать ",'~!!,:-':,знаниями в области принципов построения математических --'~делей, анализа н синтеза систем (а также подсистем) авто- 1Фятического управления различных классов при действия воз~$угценяй со стороны внешней среды; ';-. умением взаимодействовать со специалистами по системам ,":;)1ч1равления в процессе разработки образцов новой техники и :~бвьгх технологий, сведениями и навыками, необходимыми для формирования обоснованного технического задания на динамическое просити- :.':,~»)(ванне системы управления соответствующим технологическим 4~|оцессом.