Теория автоматического управления. Основные положения. Примеры расчета

На современном этапе развития человеческого общества дальнейшее его совершенствование невозможно представить без знания законов управления во всех сферах человеческой деятельности. В этой связи изучение основ кибернетики, как науки об управлении, становится одним из необходимых условий подготовки специалистов практически во всех областях знаний. Раздел кибернетики, изучающий способы управления разнообразными техническими устройствами, технологическими процессами и производствами, обычно называется теорией автоматического управления или технической кибернетикой. Эта дисциплина включена практически во все учебные планы технических вузов и фактически стала общеобразовательной, как, например, физика. Поэтому издание учебной литературы, компактно и доступно излагающей широкий круг вопросов, связанных с анализом и синтезом разнообразных автоматических систем управления, является, безусловно, полезным. Книга состоит из четырех разделов. В первом разделе достаточно полно изложены основы линейной теории автоматического управления. Особое внимание уделено различным методам синтеза линейных систем. Материал раздела может быть использован студентами различных технических специальностей. В этой связи в разделе приведены необходимые пояснения математических методов, применяемых для исследования динамических процессов в линейных системах. Второй раздел посвящен изучению особых линейных систем, содержащих звенья с запаздыванием, распределенными параметрами, а также импульсные звенья. В третьем разделе приведены основные сведения по расчету статических и динамических режимов нелинейных систем. Последний, четвертый раздел, посвящен созданию специальных (оптимальных, адаптивных, нечетких и других) систем управления. Для лучшего усвоения достаточно сложного материала его изложение не загромождено излишними подробностями и справочными сведениями. Кроме того приводится целый ряд примеров расчета конкретных систем управления. В целом, книга дает общее представление об основных проблемах, рассматриваемых в теории автоматического управления и способствует получению базовых знаний в этой области, что существенно расширяет кругозор специалистов. Остановимся еще на одном вопросе. Анализ и синтез современных систем автоматического управления требует многовариантных расчетов, позволяющих в конечном итоге выбрать оптимальные структуру и параметры системы. Решающее значение при выполнении этой работы играют разнообразные компьютерные технологии, широко применяемые в учебном процессе, в научной и инженерной деятельности для решения различных технических задач. При этом на этапе моделирования объекта исследования, довольно часто используется система МАТЬАВ, язык программирования которой имеет достаточно высокий уровень. Одним их достоинств этой системы является возможность ее расширения путем создания соответствующих пакетов. Предлагаемая книга посвящена теории управления. Компьютерные технологии являются специальным разделом, которые должны изучаться параллельно по мере приобретения теоретических знаний. Представляется, что сочетание теоретического курса по теории автоматического управления и практических занятий по компьютерным методам анализа и синтеза систем управления дадут наибольший эффект при подготовке специалистов соответствующего профиля. Поэтому при изложении теоретического курса компьютерные технологии не рассматриваются, тем более, что существует достаточно много литературных источников, например [20, 21, 22], которые позволяют самостоятельно освоить этот раздел.