Читать онлайн «Обратные задачи динамики в ТАУ»

D D ДЛЯ ВУЗОВ ПД. Крутъко ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ В ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Цикл лекций Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов но университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших технических учебных заведений МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ » 2004 УДК 519. 71 ББК 32. 818 К84 Рецензент академик РАН А. А. Красовский Крутько П. Д. К84 Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. Цикл лекций: Учеб. пособие для вузов. - М. : Машиностроение, 2004. -576 с: ил. Изложены новые методы аналитического проектирования алгоритмического обеспечения систем автоматического регулирования и управления. В теоретическом и методическом отношениях эти методы базируются на концепциях обратных задач динамики в сочетании с минимизацией локальных функционалов, характеризующих энергию движения в окрестности фазовых траекторий эталонных моделей. Рассматриваются задачи синтеза алгоритмов управления линейными и нелинейными, одномерными и многомерными системами. Синтезированные алгоритмы имеют нетрадиционные структуры и придают системам естественные свойства адаптивности - слабой чувствительности к изменению параметров и возмущающим силам. Исследуется динамика проектируемых систем, приведены результаты математического моделирования. Для студентов и аспирантов, а также для научных работников и специалистов в области автоматизации процессов управления техническими системами. УДК 519. 71 ББК 32. 818 ISBN 5-217-03215-4 © Крутько П. Д. , 2004 © «Издательство «Машиностроение», 2004 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 5 Лекция 1 Симметрия - философско-методологическая основа формулирования обратных задач динамики и методов их решения 9 Лекция 2 Симметрия и концепции обратных задач динамики управляемых систем 36 Лекция 3 Исследование динамики систем, оптимизируемых по критерию минимума энергии ускорения 56 Лекция 4 Алгоритмы управления движением объекта, передаточная функция которого имеет нуль 79 Лекция 5 Алгоритмы управления автоматических систем высокой динамической точности. Управляемые объекты третьего порядка 102 Лекция 6 Алгоритмы управления автоматических систем высокой динамической точности. Управляемые объекты высокого порядка 121 Лекция 7 Синтез алгоритмов управления путем минимизации локальных функционалов по градиентной схеме второго порядка 138 Лекция 8 Параметрически адаптивная электромеханическая система управления скоростью вращательного движения 162 Лекция 9 Параметрически адаптивные электромеханические следящие системы высокой динамической точности 187 Лекция 10 Алгоритмы управления упругой электромеханической системой высокой динамической точности и слабой параметрической чувствительности 212 Лекция 11 Метод гашения энергии движения в обратных задачах динамики управляемых систем 227 Лекция 12 Параметрически адаптивные алгоритмы управления электрогидравлических приводов 251 Лекция 13 Исследование динамики параметрически адаптивных электрогидравлических приводов 273 Лекция 14 Исследование влияния малых параметров на динамику управляемых систем 292 Лекция 15 Параметрически адаптивные цифровые и комбинированные алгоритмы управления 322 4 СОДЕРЖАНИЕ Лекция 16 Аналоговый и цифровой алгоритмы управления электрогидравлическим приводом с минимальным информационным обеспечением 340 Лекция 17 Терминальное управление одномерными линейными системами 350 Лекция 18 Стабилизация стационарных состояний многомерных систем 369 Лекция 19 Осуществление программных траекторий движения многомерных систем 384 Лекция 20 Терминальное управление многомерными линейными системами 397 Лекция 21 Управление простейшими нелинейными системами 406 Лекция 22 Синтез алгоритмов управления движением динамических систем в скользящих режимах 422 Лекция 23 Гашение автоколебаний в нелинейных системах 432 Лекция 24 Синтез субоптимальных по быстродействию алгоритмов управления динамическими системами 445 Лекция 25 Управление вращательными движениями Эйлеровых систем 455 Лекция 26 Управление угловой ориентацией Эйлеровых систем 476 Лекция 27 Управление движением Лафанжевых систем 487 Лекция 28 Исследование динамики управляемых Лафанжевых систем 497 Лекция 29 Обращение прямого метода Ляпунова в задачах управления динамическими системами 515 Лекция 30 Задачи гашения энергии и алгоритмы управления движением динамических систем 532 Список литературы 560 ПРЕДИСЛОВИЕ В книге изложены новые методы синтеза алгоритмов управления движением линейных и нелинейных, одномерных и многомерных динамических систем.