Теория систем автоматического регулирования

  

Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972 - 768 с.

Впервые вышедшая в свет в 1966 г. и выдержавшая два переиздания (второе - 1972 г. и третье - 1975 г.) книга В.А.Бесекерского и Е.П.Попова "Теория систем автоматического регулирования" давно стала библиографической редкостью. Несмотря на то, что за прошедшее время было издано большое количество учебников и учебных пособий, монографий и статей в научных журналах, эта книга, написанная известными учеными и талантливыми педагогами, до сих пор пользуется большим спросом среди студентов, инженеров и научных работников.

Большинство из изложенных в книге методов в настоящее время принято относить к классическим. В новое издание внесены небольшие изменения и дополнения, цель которых - приблизить изложение к современным представлениям теории автоматического управления, учитывающим развитие науки и техники. В духе времени изменено и название книги.

Даны общие сведения о системах автоматического управления, их классификация, понятия о программах и алгоритмах управления, изложение теории непрерывных и дискретных линейных систем автоматического управления. Представлены нелинейные системы автоматического управления, точные и приближенные методы исследования устойчивости и автоколебаний, методы анализа качества нелинейных систем в различных режимах и при различных внешних воздействиях. Структура и содержание пятого раздела существенно изменены по сравнению с предыдущим изданием. Глава, посвященная системам управления с ЦВМ, перенесена в третий раздел, а ее место заняла глава "Оптимальные системы", сформированная из параграфов "Классические вариационные методы", "Динамическое программирование" и "Аналитическое конструирование".

Книга может служить хорошим пособием для студентов и аспирантов технических университетов и ценным руководством для преподавателей вузов, научных работников и инженеров, работающих в области теории автоматического управления.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ
РАЗДЕЛ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 1.1. Понятие о замкнутых автоматических системах
§ 1.2. Классификация автоматических систем по характеру внутренних динамических процессов
§ 1.3. Примеры непрерывных автоматических систем
§ 1.4. Примеры дискретных и релейных автоматических систем
ГЛАВА 2. ПРОГРАММЫ И ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ
§ 2.1. Программы регулирования
§ 2.2. Линейные и нелинейные законы регулирования
§ 2.3. Системы с переменной структурой
§ 2.4. Системы с самонастройкой программы (экстремальные системы)
§ 2.5. Системы с самонастройкой параметров (собственно самонастраивающиеся системы)
§ 2.6. Системы с самонастройкой структуры (самоорганизующиеся системы)
РАЗДЕЛ II. ОБЫКНОВЕННЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 3.1. Линеаризация уравнений
§ 3.2. О записи линеаризованных уравнений звеньев
ГЛАВА 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
§ 4.2. Временные характеристики
§ 4.3. Частотная передаточная функция и частотные характеристики
§ 4.4. Логарифмические частотные характеристики
§ 4.5. Позиционные звенья
§ 4.6. Интегрирующие звенья
§ 4.7. Дифференцирующие звенья
§ 4.8. Неустойчивые и неминимально-фазовые звенья
§ 4.9. Звенья с модулированным сигналом
ГЛАВА 5. СОСТАВЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 5.1. Общий метод составления исходных уравнений
§ 5.2. Передаточные функции систем автоматического регулирования
§ 5.3. Законы регулирования
§ 5.4. Использование структурных схем и графов
§ 5.5. Многомерные системы регулирования
§ 5.6. Управляемость и наблюдаемость
§ 5.7. Уравнения следящей системы
ГЛАВА 6. КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ
§ 6.1. Понятие об устойчивости систем регулирования
§ 6.2. Критерий устойчивости Гурвица
§ 6.3. Критерий устойчивости Михайлова
§ 6.4. Построение областей устойчивости. D-разбиение
§ 6.5. Критерий устойчивости Найквиста
§ 6.6. Определение устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам
§ 6.7. Устойчивость двумерных систем с антисимметричными связями
ГЛАВА 7. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 7.2. Непосредственное решение исходного дифференциального уравнения
§ 7.3. Сведение неоднородного уравнения к однородному
§ 7.4. Использование преобразований Фурье, Лапласа и Карсона—Хевиеайда
§ 7.5. Использование вещественных частотных характеристик
§ 7.6. Использование вычислительных машин
ГЛАВА 8. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 8.2. Точность в типовых режимах
§ 8.3. Коэффициенты ошибок
§ 8.4. Определение запаса устойчивости и быстродействия по переходной характеристике
§ 8.5. Приближенная оценка вида переходного процесса по вещественной частотной характеристике
§ 8.6. Корневые методы
§ 8.7. Диаграмма Вышнеградского
§ 8.8. Интегральные оценки
§ 8.9. Частотные критерии качества
§ 8.10. Чувствительность систем регулирования
ГЛАВА 9. ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 9.2. Теория инвариантности и комбинированное управление
§ 9.3. Неединичные обратные связи
ГЛАВА 10. УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССА РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 10.2. Последовательные корректирующие звенья
§ 10.3. Параллельные корректирующие звенья
§ 10.4. Обратные связи
§ 10.5. Методы повышения запаса устойчивости
§ 10.6. Примеры
ГЛАВА 11. СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 11.2. Случайные процессы
§ 11.3. Стационарные случайные процессы
§ 11.4. Корреляционная функция
§ 11.5. Спектральная плотность стационарных процессов
§ 11.6. Канонические разложения случайных функций
§ 11.7. Прохождение случайного сигнала через линейную систему
§ 11.8. Расчет установившихся ошибок в автоматических системах
§ 11.9. Расчеты по минимуму среднеквадратичной ошибки
ГЛАВА 12. МЕТОДЫ СИНТЕЗА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 12.2. Корневой метод
§ 12.3. Метод корневых годографов
§ 12.4. Метод стандартных переходных характеристик
§ 12.5. Метод логарифмических амплитудных характеристик
§ 12.6. Синтез систем автоматического регулирования на основе частотных критериев качества
§ 12.7. Об оптимальном синтезе
§ 12.8. Использование классических вариационных методов
§ 12.9. Динамическое программирование
§ 12.10. Аналитическое конструирование регуляторов
РАЗДЕЛ III. ОСОБЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ГЛАВА 13. СИСТЕМЫ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
§ 13.2. Нахождение функции веса и построение переходных процессов
§ 13.3. Передаточные функции
§ 13.4. Устойчивость и качество регулирования
§ 13.5. О синтезе систем с переменными параметрами
ГЛАВА 14. СИСТЕМЫ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ И СИСТЕМЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
§ 14.1. Уравнения линейных систем с запаздыванием
§ 14.2. Уравнения линейных систем с распределенными параметрами
§ 14.3. Исследование устойчивости и качества регулирования
ГЛАВА 15. ИМПУЛЬСНЫЕ СИСТЕМЫ
§ 15.2. Использование z-преобразования
§ 15.3. Передаточные функции
§ 15.4. Устойчивость и качество импульсных систем регулирования
§ 15.5. Случайные процессы в импульсных системах
РАЗДЕЛ IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ГЛАВА 16. СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 16.2. Уравнения систем с нелинейностью релейного типа
§ 16.3. Уравнения систем с нелинейностью в виде сухого трения и зазора
§ 16.4. Уравнения систем с нелинейностями других видов
ГЛАВА 17. ТОЧНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И АВТОКОЛЕБАНИЙ
§ 17.1. Фазовые траектории и метод точечных преобразований
§ 17.2. Теоремы прямого метода Ляпунова и их применение
§ 17.3. Определение автоколебаний релейных систем методом припасовывания
§ 17.4. Частотный метод В. М. Попова
§ 17.5. Исследование систем с переменной структурой
ГЛАВА 18. ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И АВТОКОЛЕБАНИЙ
§ 18.1. Гармоническая линеаризация нелинейностей
§ 18.2. Алгебраические способы определения автоколебаний и устойчивости в нелинейных системах первого класса
§ 18.3. Примеры исследования нелинейных систем первого класса
§ 18.4. Нелинейные системы второго класса
§ 18.5. Вычисление высших гармоник и уточнение первой гармоники автоколебаний
§ 18.6, Частотный метод определения автоколебаний
ГЛАВА 19. МЕДЛЕННО МЕНЯЮЩИЕСЯ ПРОЦЕССЫ В АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
§ 19.1. Статические и скоростные ошибки автоколебательных систем
§ 19.2. Прохождение медленно меняющихся сигналов в автоколебательных системах
§ 19.3. Гармоническая линеаризация нелинейностей при несимметричных колебаниях
ГЛАВА 20. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НЕЛИНЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 20.1. Приближенное исследование колебательных переходных процессов
§ 20.2. Примеры исследования колебательных переходных процессов
§ 20.3. Система с нелинейным корректирующим устройством
§ 20.4. Применение логарифмических частотных характеристик для исследования нелинейных законов рзгулирования
ГЛАВА 21. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ
§ 21.1. Симметричные одночастотные вынужденные колебания
§ 21.2. Несимметричные вынужденные колебания с медленно меняющейся составляющей
§ 21.3. Зависимость устойчивости и качества нелинейных систем от внешних вибраций
ГЛАВА 22. СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ В НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМАХ
§ 22.1. Статистическая линеаризация нелинейностей
§ 22.2. Простейшие случайные процессы в нелинейных системах
§ 22.3. Пример исследования влияния случайных помех на динамику нелинейной системы
ГЛАВА 23. НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
§ 23.2. Синтез оптимальной системы с использованием принципа максимума
§ 23.3. Последовательная оптимизация на базе нелинейного программирования
РАЗДЕЛ V. ЦИФРОВЫЕ И АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ГЛАВА 24. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ С ЦИФРОВЫМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ
§ 24.2. О синтезе систем регулирования с ЦВМ
§ 24.3. Дискретная коррекция
§ 24.4. Периодические режимы, обусловленные квантованием по уровню
ГЛАВА 25. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ
§ 25.1. Системы экстремального регулирования
§ 25.2. Самонастраивающиеся системы
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТАБЛИЦА ФУНКЦИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТАБЛИЦА ИНТЕГРАЛОВ
ЛИТЕРАТУРА