Читать онлайн «Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB»

УДК 62-50 ББК А ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ с примерами на языке MATLAB / Б. Р. Андриевский, А. Л. Фрадков - СПб. : Наука, 2000. - 475 с, ил. 86 ISBN 5-02-024873-8 В книге рассмотрены основные положения метода пространства состояний в теории линейных динамических систем а также применение этого метода к задачам нелинейного и адаптивного управления, в том числе исследования колебательных и хаотических процессов. Приведены способы преобразования динамических моделей, содержатся сведения о вычислительных методах анализа систем. Изложены основные результаты теории оценивания и модального управления. С позиций метода пространства состояний рассмотрены свойства нелинейных систем и методы их исследования. Приводятся сведения о системах с переменной структурой и адаптивных системах управления, а также о задачах управления колебательными и хаотическими процессами. Изложение сопровождается примерами и упражнениями на языке MATLAB, который широко применяется для научно-инженерных расчётов в ведущих зарубежных и отечественных университетах. Книга даёт представление как о сегодняшнем состоянии базовых разделов теории управления, так и о некоторых новых и новейших её достижениях. Предназначена для студентов, аспирантов и слушателей факультетов повышения квалификации, изучающих курсы "Теория автоматического управления", "Теория систем", "Проектирование систем управления", "Моделирование систем", а также для преподавателей, инженеров и научных работников, интересующихся вопросами анализа и синтеза динамических систем. Рецензенты: С. Д. Земляков, В. В. Малышев ISBN 5-02-024873-8 © Центр "Интеграция", 2000 г. © Б. Р. Андриевский, А. Л. Фрадков, 2000 г. © Л. А. Яценко - оформление, 2000 г. 2 ОГЛАВЛЕНИЕ 0. 1. ПРЕДИСЛОВИЕ 11 ГЛАВА 1. ПРОСТРАНСТВО СОСТОЯНИЙ. УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ 15 1. 1. Динамические и статические системы. Понятие состояния динамических систем ... . 15 1. 2. Уравнения состояния линейных систем ... . 19 1. 3. Линеаризация уравнений состояния 21 1. 4. Примеры уравнений состояния систем ... . 24 1. 4. 1. Электротехнические устройства 24 1. 4. 2. Летательные аппараты 27 1. 4. 3. Механические конструкции 30 1. 4. 4. Цифровые устройства 33 1. 5. Передаточные функции и их определение по уравнениям состояния 34 1. 5. 1. Передаточные функции линейных систем 34 1. 5. 2. Алгоритмы вычисления передаточных функций 36 1. 5. 3. Примеры перехода к передаточным функциям от уравнений состояния 38 1. 6. Частотные характеристики 46 1. 6. 1. Частотные характеристики непрерывных систем 46 1. 6. 2. Частотные характеристики дискретных систем 48 1. 6. 3. Частотные характеристики цифровых систем реального времени 50 1. 6. 4. Примеры расчета частотных характеристик 51 1. 7. Уравнения состояния при соединении систем 58 1. 7. 1. Независимые подсистемы 58 1. 7. 2. Последовательное соединение 59 1. 7. 3. Соединение с обратной связью 59 1. 8. Преобразование базиса 60 1. 9. Задачи и упражнения 64 3 ГЛАВА 2. КАНОНИЧЕСКИЕ ФОРМЫ УРАВНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ 67 2. 1. Диагональная и жорданова формы 67 2. 1. 1.