Исследование структурных свойств систем автоматического регулирования имеет большое теоретическое и практическое значение. Когда говорят о структурных свойствах, то в большинстве случаев подразумевают, что эти свойства не связаны с какими-либо частными численными значениями параметров. С помощью структурного анализа выясняются общие свойства, присущие определённому классу систем, построенных по определённому закону. Представление системы автоматического регулирования структурным эквивалентом относит её к определённому классу (одноконтурные, структурно-устойчивые и неустойчивые, устойчивые при больших коэффициентах усиления и т. д.) и этим самым определяет в некотором смысле её основные свойства.

Хотя вопросы структурной устойчивости в данной работе частично и затрагиваются, однако основное содержание работы состоит в нахождении законов построения систем, устойчивых при любом сколь угодно большом коэффициенте усиления и обладающих, кроме того, другими весьма важными динамическими свойствами. Из постановки задачи и из всего дальнейшего изложения читателю будет ясно, почему именно эти системы являлись объектом исследования. Здесь отметим только, что решение задачи синтеза структур, допускающих неограниченное увеличение коэффициента усиления без нарушения устойчивости, даёт возможность построить высокоточные, быстродействующие системы регулирования. Кроме того, ряд полученных здесь принципиальных решений может оказаться весьма полезным для задач синтеза в смежных областях, как, например, построение усилителей с обратной связью с большими коэффициентами усиления, построение преобразующих устройств и решающих усилителей в моделирующих и счётных устройствах и т. д.

Поведение системы автоматического регулирования описывается дифференциальным уравнением. Для линейного приближения дифференциальное уравнение будет линейным.

Для удобства в работе будем широко пользоваться понятием передаточной функции системы, что в ряде случаев упростит как выкладки, так и исследования.

Мы также будем пользоваться часто применяемыми в теории регулирования терминами, как, например, оператор звена или группы звеньев (под которым подразумевают передаточную функцию звена или группы звеньев), собственный оператор звена (под которым подразумевают знаменатель передаточной функции этого звена) и т. д.

Книга состоит из семи глав. В первой главе наряду с постановкой задачи приведены необходимые сведения из теории автоматического регулирования, которые в дальнейшем используются. Для того чтобы не перегружать книгу известным из учебных пособий материалом, широко применены таблицы. Вместе с тем в этой главе имеется и оригинальный материал, который необходимо усвоить, перед тем как переходить к чтению дальнейших глав. Вторая и третья главы посвящены теории синтеза структур, устойчивых при сколь угодно большом коэффициенте усиления. Задача решается применительно к линейным системам с одной регулируемой величиной и к системам, содержащим элементы с запаздыванием. Четвёртая глава посвящена некоторым структурным условиям качества. Следует подчеркнуть, что здесь наряду с определением структуры неизбежно приходится заниматься определением численных значений параметров. Для этой цели широко применяется оценка качества систем по характеру кривой Д-разбиения. Пятая глава посвящена рассмотрению возможного учёта влияния нелинейностей в зависимости от характера структуры. Рассмотрены структуры, содержащие релейные элементы, и сделана попытка установления связи между рассматриваемым классом структур и структурными схемами систем оптимального регулирования. В частности, указано на то, что необходимым (но не достаточным) условием для создания любой системы оптимального регулирования является наличие в её составе структуры, устойчивой при неограниченном увеличении её коэффициента усиления. Следует иметь в виду, что эта часть работы не отличается математической строгостью и построена больше на физическом рассмотрении существа вопроса.

В шестой главе рассмотрены некоторые количественные соотношения, которые должны помочь практическому применению изложенной теории синтеза структур. Кроме того, в этой главе устанавливается, что рассматриваемые системы относятся к классу грубых (в смысле А. А. Андронова) систем.

Седьмая глава посвящена структурному синтезу систем с несколькими, связанными между собой через объект, регулируемыми величинами.

Наряду с вопросами, рассмотренными во всех предыдущих главах применительно к системам с одной регулируемой величиной, здесь рассмотрен вопрос об автономности как о структурном свойстве указанного класса структур, о характере связи в зависимости от структуры части схемы, которую можно было бы назвать регулятором, и указаны случаи, когда автономность является необходимым условием оптимальности.

Все главы дополнены численными примерами, которые иллюстрируют основные выводы теории, а также метод выбора структуры и расчёта основных параметров…

ПРЕДИСЛОВИЕ
М. Мееров

Книги на ту же тему

1. Основы теории автоматического регулирования и автоматические регуляторы технологических процессов, Ордынцев В. М., Шендлер Ю. И., 1960
2. Расчёт параметров промышленных систем регулирования. Справочное пособие, Широкий Д. К., Куриленко О. Д., 1972
3. Введение в теорию автоматического регулирования, Лернер А. Я., 1958
4. Курс теории автоматического управления, Паллю де Ла Барьер Р., 1973
5. Управление манипуляторами при выполнении различных технологических операций, Филаретов В. Ф., Зуев А. В., Губанков А. С., 2018
6. Скользящие режимы в задачах управления автоматизированным синхронным электроприводом, Рывкин С. Е., 2009
7. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем: Учебник для вузов по специальностям «Гидропневмоавтоматика и гидропривод» и «Гидравлические машины и средства автоматики». — 2-е изд., перераб. и доп., Попов Д. Н., 1987
8. Синтез оптимального управления колебательными системами, Божко А. Е., 1990
9. Нелинейные системы автоматического регулирования (расчёт и проектирование), Хлыпало Е. И., 1967
10. Техническая кибернетика: Системы автоматического управления с приспособлением характеристик. — 2-е изд., Ивахненко А. Г., 1962
11. Избранные труды: Теоретическая и прикладная теория управления. Последние проекты и открытия, Красовский А. А., 2001
12. Математическая и прикладная теория: Избранные труды, Красовский А. А., 2002
13. Избранные труды: Самые ранние - самые новые, Красовский А. А., 2003
14. Механизмы управления самолётом, Кестельман В. Н., Фёдоров А. В., 1987
15. Системы автоматического управления двигателями летательных аппаратов, Боднер В. А., Рязанов Ю. А., Шаймарданов Ф. А., 1973
16. Автоматическая проверка оборудования самолётов и ракет, Боднер В. А., ред., 1962
17. Методологические основы проектирования переносных зенитных ракетных комплексов, Кашин В. М., Лифиц А. Л., 2013
18. Практикум по теории автоматического управления химико-технологическими процессами. Аналоговые системы. — 2-е изд., перераб. и доп., Борисов В. В., Плютто В. П., 1987
19. Синтез и применение дискретных систем управления с идентификатором, Бунич А. Л., Бахтадзе Н. Н., 2003
20. Проблемы машиноведения: точность, трение и износ, надёжность, перспективные технологии, Булатов В. П., ред., 2005
21. Контроль динамических систем. — 2-е изд., перераб. и доп., Евланов Л. Г., 1979
22. Теория и проектирование контрольных автоматов: Учебное пособие для вузов, Воронцов Л. Н., Корндорф С. Ф., Трутень В. А., Федотов А. В., 1980
23. Теория регулирования и биологические системы, Гродинз Ф., 1966