Г.К. Гудвин - Проектирование систем управления
Описание файла
DJVU-файл из архива "Г.К. Гудвин - Проектирование систем управления", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "системы автоматического управления (сау) (мт-11)" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "системы автоматического управления (сау)" в общих файлах.
Просмотр DJVU-файла онлайн
Распознанный текст из DJVU-файла
Ф а 11 е й ° ° Ф ° ° ° ° ° ° ! ° ° ° ° ° ° ВВ ! ° ° ' ФЭ ° в ° $ ° е СОЫТк0$ ЯТЕМ И$1СЫ бгайат С. 6оос1Мп Сепгте~ог1псеуа~ес1 РупатГоеапй Соппо! Г7пхетя~у оТХешсаай №исаай, АУЯТЕАИ4 йеГап Е ОгаеЬе ОЬМА7пжпцеяеИясЬаф Рерат~теп~о~О~птяайоп/Аи~отаооп дьеппа, АГ7БТИА Маг1о Е. Яа1цас1о Рерапатепю де Е~есо сп<са Г7пшетьЫад Тсстса Еебепсо Еаза Матж Кафа~ийо, СНЫ.Е Ргепйсе НаИ Иррс~ Ьабйе Кпет, Иеп3епеу07458 Г.
К. Гудвин С. Ф. Гребе М. 3. Сальгадо проектирование СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ Перевод с английского А М. Епанешникова Москва БИНОМ, Лаборатория знаний 2004 УДК 681.5 ББК 32.965 Г93 Гудвин Г. К. Г93 Проектирование систем управлении/Г.К. Гудвин, С. Ф. Гребе, М. ЯЬ Сальгадо. — Мл БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2004.— 911 с., ил. 1ЯБЫ 5-94774-128-8 В книге излагаются современные методы проектирования одномерных (Б1БО) и многомерных (М1МО) систем автоматического управления. Синтез регуляторов основан как на классической теории управления — аппарате передаточных функций (чувствительностей), так и на современной теории управления — методах пространства состояний.
Рассматриваются непрерывные (линейные и нелинейные) и цифровые системы. Большое внимание уделяется проектированию систем управления с использовзлием критериев оптимальности. Прилагаемый к книге СП-КОМ содержит обширную дополнительную информацию, в том числе интерактивные учебные примеры, иллюстрирующие применение изложенных методов проектирования к реальнмм промышленным сиотемам.
Преподавателям, студентам и аспирантам технических вузов, а также научным работникам и инженерам-практикам, занимающимся проектированием систем управления. УДК 681.0 ВВК 32.066 По вопросам приобретении обращаться; «ВИНОМ. Лаборатория знанийь (095) 955-03-98, ешшЬ !Ьз(йаЬа.гп Ангйог!геб !гала!а!!оп 1гош !Ье Епй1!зЬ 1апйпайе едй!оп, епги1ей СОМТКОЬ Б г'БТЕМ ОЕБ1ОН, 1з! Е«!!!!ов Ьу ОООП0«1Ы, ОКАНАМ Сс ОКАЕВЕ, БТЕРА14 Р.; БАЬОАПО, МАК1О Е., рпЫ!зйед Ьу Реагзоп Едосаг!оп, 1пс, рпЫ!зЫпй аз Ргелг!се На!1, Сорупйш © 2001 Ьу Ргепг!се Най 1ШББ1АЫ !апйпайе еб!ь!оп рпЫ!зьш! Ьу ВКЬ РПВЫБНЕКБ, Соруг!БЬг (с> 2004 © Перевод на русский язык, БИНОМ.
Лаборатория званий, 2004 1ЯБХ 0-13-958653-9 (англ.) 1ЯБХ 5-94774-128-8 (русск.) Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена или передана в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотографирование, магнитную запись или иные средства копирования или сохранения информации без разрешения Ревгвоп Ебпсаз!ол, 1пс. Ай пБЬсв гезегтегЬ Хо рвг! о1 гЫз Ьоо1с шау Ье гергобпсеб ог Сгапзш!Меб ш апу 1огш ог Ьу влу шеапз, е1есзгоп!с ог шесЬашса1, !пс!пб!пб рЬососору!пб, гесоп1шб ог Ъу апу ш(огшайоп взогабе гесНеча1 зувзеш, чцСЬопз регппзз!оп 1гош Резгвоп Ег(псаз!оп, 1пс. Предисловие к русскому переводу Предлагаемая читателю книга содержит полезный материал по вопросам теории и практики создания систем управления.
Конечно же, в первую очередь это учебник для студентов, причем он построен таким образом, что позволяет рассматривать те или иные вопросы на разных уровнях сложности. Это также и прекрасное пособие для преподавателя, предоставляющее возможность идти от первоначального знакомства с проблемой к ее дальнейшему углубленному изучению.
В отличие от многих отечественных учебников здесь, как правило, не «разжевываются» те или иные вопросы, а формулируется проблема и даются пути ее решения. Поэтому прочтение этой книги еще не гарантирует успешной сдачи экзамена по соответствующему курсу, а требует осмысления представленного здесь материала. Таким образом, она стимулирует студента творчески подойти к рассмотренным вопросам, задуматься над ними, чего так порой не хватает в наших отечественных курсах. Положительным моментом книги является то, что она написана людьми, которые являются не только преподавателями, но и практиками. Поэтому многие проблемы здесь не носят академический характер, а почерпнуты из практической деятельности по созданию систем управления разнообразного назначения.
Интересны некоторые методические нововведения авторов. Так, например, параллельное рассмотрение непрерывных и дискретных систем, кажущееся на первый взгляд непривычным, по-видимому, имеет смысл, учитывая аргументацию авторов, что подавляющее большинство современных систем управления — цифровые системы. Материал сопровождается большим числом примеров, которые необходимо решить, чтобы быть уверенным, что материал соответствующей главы достаточным образом усвоен. Примеры тщательно подобраны и 6 Предисловие к русскому переводу дают преподавателю широкое поле деятельности для формирования на их основе других примеров различной сложности, которые можно предложить студентам.
Однако, на наш взгляд, некоторые вопросы можно было бы осветить более строго. В частности, скорее интуитивные нежели строгие рассуждения об устойчивости систем, связанные с рассмотрением нахождения полюсов передаточной функции на комплексной плоскости, было бы неплохо в первых же главах заменить определением устойчивости по Ляпунову (которое в конце концов авторы вынуждены ввести в последующих главах), откуда непосредственно бы вытекало как следствие влияние расположения полюсов на устойчивость (да и разночтений с границей устойчивости — куда ее относить — к области устойчивых или неустойчивых систем, тогда бы не было). Текст перевода скорректирован с учетом замеченных опечаток, приведенных на %еЬ-сайте книги.
В русском переводе устранены также некоторые замеченные нами незначительные опечатки оригинального текста (конечно же, при этом добавлены другие неточности, будем надеяться, несущественные). Книга написана доступным ясным языком, что немаловажно для учебника. О качестве же перевода судить читателю. Во всяком случае, мы надеемся, что знакомство с этой книгой будет приятно для читателя. С благодарностью за поддержку и понимание посвящается Росслин, Элис, Мариви Благодарности Авторы хотят выразить благодарность большому числу коллег и друзей, которые работали с нами в области управления на протяжении ряда лет. Эта книга фактически является синтезом идей, которые они помогли нам сформулировать.
Все три автора работали какое-то время вместе в Научном центре промышленных систем управления Университета Ньюкасла, Австралия. Это было плодотворное время для многочисленных дискуссий о принципах управления. Финансирование этого центра Австралийским Правительством по программе поддержки государственных центров заслуживает благодарности. Финансовая и другая поддержка обеспечивалась также Техническим Университетом Федерико Санта Марии, позволившая, помимо прочего, первому автору несколько раз посетить Чили в течение написания этой книги.
Многие из студентов и коллег читали черновики книги в течение пяти лет. Авторы несут полную ответственность за научные положения, отраженные в книге (и все оставшиеся ошибки). Тем не менее, они желают особенно поблагодарить за полезные советы Томаса Вринсмида, Артура Конлей, Сэма Крисафулли, Хозе де Дона, Ари Фойера, Джейма Глариа, Уильяма Хита, Кацуо Комацу, Дзвида Мейна, Тристана Переса, Марию Серон, Густаво Вергара, Люпинь Вонг и Стива Веллера.
Книга была подготовлена и напечатана многими людьми, включая авторов; однако на заключительных стадиях создания книги значительную помощь оказала Джейн Дисней. Тим Уайли и Адриан Вастиани любезно создали технические рисунки, приведенные в тексте. Авторы также хотят поблагодарить сотрудников Ргепйсе-На11, особенно Эрика Франка, за их советы, руководство и поддержку в течение создания книги. Авторы также благодарны за очень ценные и первоначально анонимные отзывы, полученные от следующих рецензентов первого варианта: Кемина 8 Благодарности Зоу (Государственный университет штата Луизиана), Рика Джонсона (Корнельский университет), Дж.
Б. Пирсона (Университет Райса), Чаки Абдалла (Университет Ньто-Мексико), Стивена Чина (Католический Университет Америки), Энди Грэйса (ТЬе Ма11ттгог1св, 1пс.), Джима Фройденберга (Университет Мичигана), Билла Перкинса (Университет штата Иллинойс в Урбана-Шампейн) и Хассана Халила (Мичиганский Государственный университет). Мы полагаем, что окончательная рукопись в должной мере отражает их очень полезные и проницательные предложения.
Условные обозначения П~) й Ий]) Ь Дйь) б бк(й) 6(г), Юп (~) (") А(...) д(с- ю.) д[й-й.] равно по определению непрерывное время непрерывный сигнал дискретное время дискретная последовательность период квантования квантованный вариант Д1) дельта-оператор оператор сдвига вперед дельта-импульс Кронекера дельта-импульс Дирака ожидаемое значение ... матрица управляемости в пространстве состояний матрица наблюдаемости в пространстве состояний множество собственных значений матрицы единичная ступенька (непрерывное время) в момент ~=с единичная ступенька (днскретное время) в момент й=й, дискретная версия Д$) с использованием импульса Дирака преобразование Фурье преобразование Лапласа дельта-преобразование Я-преобразование обратное преобразование Фурье обратное преобразование Лапласа обратное дельта-преобразование 10 Условные обозначения Р(у ) Р( ) Гз(7) ге (2) Л(1) *Уг(1) Р1(з) в Рг(з) 1Ч.") Н" ) Сжхн М К+ К унхн Ж [ац,] [А];ь обратное Я-преобразование комплексная переменная преобразования Лапласа угловая частота комплексная переменная дельта-преобразования комплексная переменная Я-преобразования преобразование Фурье от Д1) преобразование Лапласа от ~($) дельта-преобразование от (~[й]) Я-преобразование от (~[й]) свертка ~1(1) и Я1) во временной области свертка Р~(з) и Рг(з) в комплексной области вещественная часть мнимая часть множество всех матриц размерности из хи с комплекс- ными компонентами Гильбертово пространство квадратично интегрируе- мых функций вдоль мнимой оси и аналитических в правой полуплоскости Гильбертово пространство абсолютно интегрируемых функций вдоль мнимой оси Гильбертово пространство квадратично интегрируе- мых функций вдоль мнимой оси Гильбертово пространство ограниченных функций вдоль мнимой оси и аналитических в правой полу- плоскости Гильбертово пространство рациональных ограничен- ных функций вдоль мнимой оси и аналитических в правой полуплоскости Гильбертово пространство ограниченных функций вдоль мнимой оси множество всех натуральных чисел множество вещественных чисел, больших нуля множество вещественных чисел, меньших нуля множество всех матриц размерности пз х и с веще- ственными компнентами множество всех вещественных рациональных функ- ций с (ограниченными) полюсами строго внутри левой полуплоскости множество всех целых чисел матрица, у которой элемент в з-й строке и й-м столбце обозначен через аеь элемент в зтй строке и й-м столбце матрицы А Условные обозначения 11 [А);, [А].ь (" )* Сне(з) Сы(з) Н(" ) Н, ЭНз(...) 1ь Йай(ам аз,..., а„) с1е1(А) зхяс1 Р пппР А4А гап1с А з-плоскость Я130-система М1МО-система АОМ ЛКР ЛМДО ЛПП МДО МОМ МОУ МПУ ПВМ ПМДО ППП з-я строка матрицы А й-й столбец матрицы А комплексно-сопряженная величина передаточная функция экстраполятора нулевого по- рядка передаточная функция экстраполятора первого по- рядка обозначение оператора преобразования составной оператор, т.