Теория автоматического управления, Ч.II

  

Теория автоматического управления: Учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х ч. Ч. II. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления. / А. А. Воронов, Д. П. Ким, В. М. Лохин и др.; Под ред. А. А. Воронова.— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1986.— 504 с.

В книге изложены методы исследования нелинейных систем, теория линейных и нелинейных импульсных систем управления. Изложены методы исследования качества линейных и нелинейных систем при случайных воздействиях, методы решения задач оптимального управления и теория адаптивных систем управления. Второе издание (первое вышло в 1977 г.) дополнено данными по абсолютной устойчивости и другими материалами.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ
Глава 7. НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
§ 7.1. Основные типы. нелинейных систем и характеристик
§ 7.2. Изображение движений в фазовой плоскости
Линейная консервативная система второго порядка.
Система с сухим кулоновским трением.
Система с отрицательной восстанавливающей силой.
Линейная колебательная система с вязким трением.
Линейная апериодическая система с вязким трением.
§ 7.3. Автоколебания. Метод точечных преобразований
§ 7.4. Системы с переменной структурой
§ 7.5. Метод «припасовывания» граничных значений
§ 7.6. Приближенное исследование автоколебаний. Метод эквивалентной линеаризации
§ 7.7. Метод гармонического баланса
§ 7.8. Устойчивость в малом, большом и целом
§ 7.9. Второй (прямой) метод Ляпунова
§ 7.10. Абсолютная устойчивость
Квадратичный критерий абсолютной устойчивости.
Круговой критерий устойчивости.
Критерий В. М. Попова.
Примечание к критерию Попова.
Гипотезы М. Айзермана и Р. Калмана.
Определение автоколебаний.
Упрощенный критерий колебательности.
Глава 8. ИМПУЛЬСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
§ 8.1. Понятие об импульсных системах автоматического управления
Структура и уравнения импульсных модуляторов.
Структурная схема амплитудно-импульсного модулятора.
Структурная схема частотно-импульсного модулятора.
Структурная схема широтно-импульсного модулятора.
Структурные схемы частотно-импульсных к широтно- импульсных модуляторов 1-го рода.
Структурная схема системы управления с импульсной модуляцией. Классификация систем управления с импульсной модуляцией.
§ 8.2. Исследование устойчивости и качества систем управления с амплитудноимпульсной модуляцией
Передаточная функция импульсной системы.
Дискретное преобразование Лапласа и его основные свойства.
Частотные характеристики импульсной системы.
Исследование устойчивости систем с амплитудно-импульсной модуляцией.
Алгебраический критерий устойчивости (аналог критерия Гурвица).
Частотный критерий устойчивости (аналог критерия Найквиста).
Исследование качества систем с амплитудно-импульсной модуляцией.
Непрерывное регулирование как граница импульсного регулирования.
§ 8.3. Исследование динамики цифровых систем автоматического управления
Исследование цифровых систем методом логарифмических частотных характеристик.
Исследование цифровых систем с непрерывной передачей данных.
Исследование цифровых систем с учетом квантования по уровню и по времени.
§ 8.4. Исследование систем с широтноимпульсной модуляцией
Исследование периодических колебаний в системах с широтно-импульсной модуляцией.
§ 8.5. Исследование систем с частотно-импульсной модуляцией
Исследование устойчивости в целом частотно-импульсных систем 2-го рода.
Исследование периодических режимов в системах с ИЧИМ.
Исследование периодических колебаний в системах с ИЧИМ 1-го рода.
Глава 9. СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ В АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
§ 9.2. Случайные процессы и их основные статистические характеристики
§ 9.3. Корреляционные функции случайных процессов
§ 9.4. Спектральные плотности случайных процессов
§ 9.5. Связь между корреляционными функциями и спектральными плотностями случайного процесса на входе и выходе линейной системы
§ 9.6. Расчет линейных систем при случайных воздействиях
Аналитический метод определения дисперсии ошибки.
Графоаналитическое определение дисперсии ошибки.
§ 9.7. Синтез линейных систем с минимальной средней квадратической ошибкой
Синтез при произвольной структуре системы.
Оптимальный фильтр Винера.
Оптимальный фильтр Калмана—Бьюси.
§ 9.8. Случайные процессы в линейных импульсных системах
§ 9.9. Нелинейное преобразование случайных сигналов
§ 9.10. Статистическая линеаризация нелинейных элементов
§ 9.11. Расчет нелинейных систем методом статистической линеаризации
Расчет замкнутых нелинейных систем.
Глава 10. МЕТОДЫ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Общая постановка задачи оптимального управления
Примеры постановки задач оптимального управления.
Классификация задач оптимального управления
§ 10.2. Метод классического вариационного исчисления (метод множителей Лагранжа)
Уравнения Эйлера—Лагранжа.
Задачи с подвижными концами и фиксированным временем
Задача с нефиксированным временем.
§ 10.3. Принцип максимума Понтрягина. Условие нормальности. Теорема об n интервалах. Вырожденные и особые задачи
Задача с подвижными концами
Задача максимального быстродействия
Условие нормальности.
Теорема об n интервалах.
Задача с ограничением на фазовые координаты
Вырожденные задачи
Особые задачи
§ 10.4. Метод динамического программирования. Теорема Болтянского. Метод Кротова
Принцип оптимальности
Функция и уравнение Беллмана
Проблема обоснования метода динамического программирования и достаточные условия оптимальности
Метод Кротова [11]
Принцип оптимальности Кротова.
§ 10.5. Управляемость и наблюдаемость. Наблюдатели
Управляемость линейных стационарных объектов.
Стабилизируемость.
Управляемость при наличии ограничения на управление.
Наблюдаемость и восстанавливаемость
Обнаруживаемость
Наблюдатели
Наблюдатели пониженного порядка.
§ 10.6. Методы синтеза оптимальных систем с обратной связью. Синтез оптимальных линейных систем по интегральному квадратичному критерию
Синтез оптимальных линейных систем по интегральному квадратичному критерию
Векторное дифференцирование.
Синтез оптимального линейного регулятора выхода.
§ 10.7. Стохастические оптимальные системы. Методы синтеза. Методы оптимальной оценки состояния. Принцип разделимости
Метод динамического программирования
Синтез стохастической оптимальной линейной системы при полной информации о состоянии
Синтез стохастических оптимальных систем управления при неполной информации
Наблюдатель Калмана—Бьюси при цветном шуме объекта.
Наблюдатель Калмана—Бьюси при цветном шуме наблюдения.
Сингулярная (вырожденная) задача линейного оптимального оценивания.
Линеаризованный наблюдатель Калмана—Бьюси.
Стохастическая линейная оптимальная система управления при неполной информации. Принцип разделимости
§ 10.8. Оптимальные дискретные системы
Синтез оптимальной линейной системы при квадратном критерии
Стохастическая оптимальная линейная система при полной информации о состоянии.
Наблюдатель (оцениватель, фильтр) Калмана.
О расходимости фильтров и методах их регуляризации.
Глава 11. АДАПТИВНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
§ 11.2. Классификация адаптивных систем
§ 11.3. Самонастраивающиеся системы
Принципы построения поисковых самонастраивающихся систем.
Регулярные методы поиска экстремума
Метод градиента.
Метод наискорейшего спуска.
Методы экстраполяционного поиска.
Методы случайного поиска
Локальный случайный поиск с пересчетом.
Локальный случайный поиск по наилучшей пробе.
Локальный случайный поиск по статистическому градиенту.
Глобальный случайный поиск с независимым выбором плотности распределения пробных шагов.
Примеры поисковых самонастраивающихся систем
Многоканальный статистический оптимизатор со случайным поиском.
Принцип инвариантности.
Принцип эталонной модели.
Принципы определения градиента функции качества.
Принципы идентификации динамических свойств системы управления.
Примеры беспоисковых самонастраивающихся систем
Самонастраивающаяся система с моделью.
Градиентная самонастраивающаяся система.
§ 11.4. Системы с адаптацией в особых фазовых состояниях
Адаптивные системы с переменной структурой.
Адаптивная система с переменной структурой, использующая информацию о внутренних координатах.
§ 11.5. Обучающиеся системы
Метод секущих плоскостей.
Метод потенциальных функций.
Вероятностные алгоритмы обучения.
Самообучение.
Персептронная модель автоматической классификации.
§ 11.6. Адаптивные робототехнические системы
Методы обработки сенсорной информации для адаптивного управления роботами.
Восприятие изображения объекта
Представление образа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ