Синтез систем с обратной связью

Автор(ы):Горвиц А. М.
13.07.2010
Год изд.:1970
Описание: Книга представляет собой систематическое изложение теории замкнутых динамических систем любого типа и любой физической природы, но в первую очередь таких, как системы автоматического управления и устройства радиоэлектроники с обратной связью. В ней развиваются и обобщаются на современном уровне результаты, полученные в известных работах Воде по теории обратной связи. Исследуются самые общие, фундаментальные свойства систем, обусловленные наличием обратной связи, выявляются предельные возможности систем при различных наложенных на них ограничениях. Особое внимание уделено чувствительности систем к параметрическим и внешним возмущениям. Книга содержит детально разработанные практические инженерные методы синтеза замкнутых систем. Развитая система внутренних ссылок позволяет пользоваться ею не только при сплошном чтении, но и как справочником. Книга может быть полезна научным работникам и инженерам, занимающихся проектированием замкнутых систем, а также студентам соответствующих вузов.
Оглавление:
Синтез систем с обратной связью — обложка книги. Обложка книги.
Предисловие к русскому переводу [5]
Предисловие [7]
1. Введение в теорию обратной связи
  1.1. Формулировка проблемы обратной связи [11]
  1.2. Классификация задач, решаемых с помощью обратной связи [13]
  1.3. Содержание книги [16]
  1.4. Задача описания управляемого объекта [17]
  1.5. Описание объекта [19]
  1.6. Описание и анализ систем с помощью графов сигналов [22]
  1.7. Описание систем с помощью многополюсников [27]
  1.8. Более подробное описание систем [30]
  1.9. Электрические схемы, моделирующие механические системы [31]
  1.10. Системы с поступательным и вращательным движением [35]
  1.11. Условия, при которых линейная электрическая модель может состоять только из пассивных элементов [37]
  1.12. Электрические модели гироскопа [42]
  1.13. Электрические модели преобразователей [47]
2. Основы линейной теории обратной связи
  2.1. Введение [51]
  2.2. Основное уравнение и основной граф обратной связи [51]
  2.3. Представление двухполюсников в виде регулируемых источников [58]
  2.4. Относительность термина «обратная связь» [59]
  2.5. Обратная разность. Теорема билинейности и исключения из нее [60]
  2.6. Нулевая обратная разность [62]
  2.7. «Активные» полные сопротивления [64]
  2.8. Инвариантность числителя в выражении для обратной разности к выбору элемента k [65]
  2.9. Входные и выходные параметры транзисторных схем [67]
  2.10. Анализ транзисторных схем с обратной связью [71]
  2.11. Применение двух регулируемых источников [74]
  2.12. Основное уравнение обратной связи в матричной форме [75]
3. Некоторые основные свойства обратной связи
  3.1. Введение [78]
  3.2. Уменьшение чувствительности системы к изменениям параметров [78]
  3.3. Примеры расчета [81]
  3.4. О «стоимости» обратной связи [84]
  3.5. Чувствительность как функция частоты [85]
  3.6. Чувствительность при сквозной передаче, отличной от нуля [88]
  3.7. Чувствительность модуля и фазы передаточной функции [90]
  3.8. Системы с несколькими входными воздействиями [91]
  3.9. Чувствительность к вариациям параметров и шумам в цепи обратной связи [93]
  3.10. Влияние обратной связи на нелинейные системы [95]
  3.11. Причины применения обратной связи [97]
  3.12. Влияние обратной связи на передаточную функцию системы [99]
4. Устойчивость систем с обратной связью при изменениях параметров объекта
  4.1. Метод корневого годографа. Введение [100]
  4.2. Правила построения корневых годографов [101]
  4.3. Чувствительность корней к изменению величины k [111]
  4.4. Выражение чувствительности корней с помощью полюсов и нулей передаточной функции разомкнутого контура [113]
  4.5. Чувствительность корней уравнения 1+kB(s)=0 к вариациям нулей и полюсов B(s) [113]
  4.6. Использование чувствительности корней при синтезе фильтров с учетом потерь [114]
  4.7. Использование функции чувствительности корней при ограничении смещения полюсов системы с обратной связью [115]
  4.8. Проблема устойчивости и корневые годографы [118]
  4.9. Критерий устойчивости Найквиста [119]
  4.10. Применение критерия Найквиста к системам с обратной связью, устойчивым в разомкнутом состоянии [120]
  4.11. Положительная обратная связь [122]
  4.12. Выбор передачи контура обратной связи для получения системы первого порядка, устойчивой при вариациях параметров [130]
  4.13. Распространение результатов на системы более высоких порядков [136]
5. Синтез замкнутых систем управления с одной степенью свободы
  5.1. Усилители с обратной связью и системы управления с обратной связью [138]
  5.2. Обратная связь, фильтрация и управление [140]
  5.3. Введение в синтез замкнутых систем управления с одной степенью свободы [141]
  5.4. Постоянные ошибок [142]
  5.5. Получение заданных значений постоянной ошибки и запаса устойчивости по фазе введением запаздывания [144]
  5.6. Получение заданных значений постоянной ошибки и запаса устойчивости по фазе введением опережения [146]
  5.7. Получение заданных значений постоянной ошибки, частоты среза и запаса устойчивости [148]
  5.8. Оптимизация передаточной функции контура обратной связи [151]
  5.9. Пример синтеза [153]
  5.10. Связь частотной характеристики системы и ее переходной функции [154]
  5.11. Связь передачи контура L и передаточной функции системы Т [160]
  5.12. Синтез при заданном расположении полюсов и нулей T(s) [163]
  5.13. Получение заданных значений постоянной Kv, полосы пропускания и перерегулирования с помощью пары полюсов и нуля [166]
  5.14. Увеличение постоянной Kv введением запаздывания [170]
  5.15. Сравнение двух способов коррекции при одинаковых Kv, А и v [171]
  5.16. Определение передачи контура L(s) [173]
  5.17. Сравнение метода частотных характеристик разомкнутой системы и метода полюсов и нулей замкнутой системы [178]
  5.18. Недостатки метода доминирующих полюсов и нулей T(s) [180]
  5.19. Метод полюсов и нулей T(s) для более сложного распределения доминирующих полюсов и нулей [183]
  5.20. Метод корневого годографа [187]
  5.21. Синтез систем высокого порядка [189]
  5.22. Недостатки систем с одной степенью свободы [192]
6. Методы синтеза систем автоматического управления, допускающие независимый выбор передаточной функции и функции чувствительности
  6.1. Системы с двумя степенями свободы [198]
  6.2. Синтез методом корневого годографа при заданной чувствительности системы к изменениям коэффициента усиления объекта [201]
  6.3. Синтез методом корневого годографа в общем случае изменения параметров объекта [206]
  6.4. Расположение удаленных полюсов функции [209]
  6.5. Чувствительность доминирующих нулей функции T(s) [213]
  6.6. Возможности синтеза систем высокого порядка методом корневого годографа при заданной чувствительности [214]
  6.7. Основы частотного метода получения заданной чувствительности [215]
  6.8. Получение заданной чувствительности методом частотных характеристик [218]
  6.9. Стоимость введения обратной связи и сравнение различных структур систем с двумя ступенями свободы [224]
  6.10. Проблема удаленных полюсов [227]
  6.11. Синтез систем с несколькими входами [229]
  6.12. Уменьшение влияния возмущений в условиях изменений параметров объекта [231]
  6.13. Аналитическая форма задания функции чувствительности [235]
  6.14. Предельные возможности систем с двумя степенями свободы [236]
7. Основные свойства и ограничения передаточной функции контура обратной связи
  7.1. Введение [239]
  7.2. Математические основы [240]
  7.3. Теорема об интеграле сопротивления и равенство областей положительной и отрицательной обратной связи [244]
  7.4. Достаточность действительной или мнимой части для определения функции F(s) [247]
  7.5. Связь между фазовым углом передачи контура и оптимальной передачей контура обратной связи [255]
  7.6. Определение функции F(s) по ее действительной и мнимой частям, относящимся к разным интервалам частот [257]
  7.7. Идеальная характеристика по Боде [258]
  7.8. Другой вид оптимальной функции L(jw) [264]
  7.9. Минимально-фазовые функции [268]
  7.10. Условно устойчивые системы [269]
  7.11. Максимально допустимая скорость уменьшения |L(jw)| в условно устойчивых системах [274]
  7.12. Передаточные функции контуров обратной связи в безусловно устойчивых системах с запаздыванием [277]
  7.13. Условно устойчивые системы с запаздыванием [280]
  7.14. Системы с неустойчивыми контурами обратной связи [283]
  7.15. Системы с положительной и отрицательной обратной связью. Системы с нулевой чувствительностью [285]
  7.16. Выводы [290]
8. Дальнейшие вопросы линейной теории систем управления с обратной связью
  8.1. Введение [292]
  8.2. Синтез многоконтурных систем с последовательным соединением звеньев объекта, направленный на ослабление возмущений [294]
  8.3. Синтез многоконтурных систем с параллельным соединением звеньев объекта [308]
  8.4. Сравнение одноконтурных и многоконтурных систем по чувствительности к изменениям параметров [310]
  8.5. Синтез двухконтурных систем с учетом нестабильности параметров [313]
  8.6. Распространение метода синтеза на системы с числом контуров более двух [321]
  8.7. Влияние источника шумов N1 [323]
  8.8. Многоконтурные системы с параллельным соединением звеньев управляемого объекта [323]
  8.9. Использование параллельных звеньев при синтезе условно устойчивых систем и систем с неминимально-фазовыми объектами [329]
  8.10. Применение нескольких контуров обратной связи в системах с двумя степенями свободы [334]
  8.11. Уменьшение чувствительности к изменениям параметров при синтезе методом корневого годографа [334]
  8.12. Выбор передачи L(s), имеющей один нуль [341]
  8.13. Выбор передачи L(s), имеющей два нуля [346]
  8.14. Уменьшение чувствительности к изменениям параметров при синтезе методом частотных характеристик [353]
  8.15. Скорость изменения параметров [357]
  8.16. Мгновенные изменения параметров [359]
  8.17. Пример синтеза системы при зависящих от времени параметрах объекта [363]
  8.18. Чувствительность переходной функции системы [366]
  8.19. Применение линейных методов для синтеза систем с нелинейными объектами [366]
  8.20. Практический способ синтеза замкнутых систем управления с нелинейными объектами [369]
  8.21. Принципиальные ограничения приспособительных свойств линейных замкнутых систем с постоянными параметрами [375]
  8.22. Роль определения параметров объектов в самоприспосабливающихся системах [378]
9. Определение требований к характеристикам систем с обратной связью
  9.1. Введение [382]
  9.2. Свойства управляемого объекта [383]
  9.3. Ограничения метода синтеза, основанного на типовом сигнале в виде ступенчатой или линейно-возрастающей функции [385]
  9.4. Синтез в комплексной плоскости, основанный на типовом входном сигнале [389]
  9.5. Влияние вариаций параметров объекта и входного сигнала [395]
  9.6. Определение требований к уменьшению влияния возмущений [395]
  9.7. Входные сигналы, ограниченные по скорости изменения или амплитуде, или по обоим параметрам [396]
  9.8. Выбор функции T(s) по статистическим свойствам входных сигналов [402]
  9.9. Энергетические спектры и корреляционные функции [406]
  9.10. Оптимальная физически не осуществимая передаточная функция [410]
  9.11. Оптимальная физически осуществимая передаточная функция [411]
  9.12. Вывод передаточной функции оптимального физически осуществимого фильтра [414]
  9.13. Оптимальный фильтр для случая, когда полезные сигналы и шумы коррелированы [416]
  9.14. Условия, при которых оптимальный линейный фильтр с зависящими от времени параметрами превращается в фильтр с постоянными параметрами [417]
  9.15. Применение метода оптимизации к смешанным задачам фильтрации и обратной связи [422]
  9.16. Оптимизация систем с неминимально-фазовыми объектами [428]
  9.17. Оптимизация при дополнительных условиях [430]
  9.18. Задача оптимальной фильтрации в импульсных системах [432]
  9.19. Оптимальный фильтр, минимизирующий непрерывную среднеквадратическую ошибку импульсной системы [434]
10. Синтез многосвязных линейных систем автоматического управления
  10.1. Введение [437]
  10.2. Задачи синтеза и ограничения, наложенные на систему [438]
  10.3. Роль структуры системы [441]
  10.4. Основные этапы синтеза многосвязных систем [442]
  10.5. Матрица передаточных функций системы [443]
  10.6. Влияние вариаций параметров на матрицу передаточных функций системы [445]
  10.7. Сравнение диагональных и антидиагональных матриц передач контуров [447]
  10.8. Выбор передач контуров обратной связи, обеспечивающий устойчивость в условиях вариаций параметров объекта [450]
  10.9. Пример синтеза с использованием диагональной матрицы L [452]
  10.10. Пример синтеза устойчивой системы с антидиагональной матрицей L [457]
  10.11. Примеры синтеза [459]
  10.12. Автономность многосвязной системы [464]
  10.13. Синтез контуров обратной связи, обеспечивающих устойчивость системы общего вида с двумя выходными переменными [465]
  10.14. Общая задача синтеза контуров обратной связи в многосвязных системах с большим числом переменных [471]
  10.15. Синтез систем, направленный на уменьшение влияния возмущений [473]
  10.16. Замкнутые системы, у которых число выходов превышает число входов [478]
  10.17. Механизм действия обратной связи в многосвязных системах [480]
  10.18. Многосвязные системы с внутренними переменными, доступными для обратной связи [482]
11. Импульсные системы управления с обратной связью
  11.1. Импульсные системы [485]
  11.2. Значение импульсных систем [486]
  11.3. Предельная точность импульсных систем [488]
  11.4. z-преобразование [492]
  11.5. z-преобразование и импульсная передаточная функция [497]
  11.6. Основное уравнение обратной связи для импульсных систем [500]
  11.7. Поведение системы в интервалах между импульсами и обратное z-преобразование [503]
  11.8. Простейший расчет замкнутой импульсной системы управления [506]
  11.9. Синтез системы при выбранной форме передачи L(s) [510]
  11.10. Простейший расчет методом частотных характеристик [513]
  11.11. Передаточная функция контура обратной связи в плоскости w [517]
  11.12. Применение импульсных схем в качестве корректирующих звеньев [520]
  11.13. Цифровая система управления [523]
  11.14. Чувствительность системы с одной степенью свободы [525]
  11.15. Чувствительность системы с двумя степенями свободы [528]
  11.16. Пределы уменьшения чувствительности. Использование нескольких импульсных элементов с разными периодами повторения [532]
  11.17. Синтез при заданном ослаблении возмущающих воздействий [535]
12. Некоторые приближенные методы, используемые при синтезе систем с обратной связью
  12.1. Введение [539]
  12.2. Синтез во временной области. Метод моментов [540]
  12.3. Замечания о методе моментов [543]
  12.4. Метод z-преобразования [544]
  12.5. Разложение в ряд Фурье (метод Гиллемина) [547]
  12.6. Разложение по ортогональным показательным функциям [552]
  12.7. Аппроксимация частотных характеристик рациональными функциями [560]
  12.8. Численный метод свертывания [560]
  12.9. Замечания о численном методе свертывания. Задача, обратная свертыванию [568]
  12.10. Численные методы решения дифференциальных уравнений [569]
  12.11. Приближенный метод выполнения обратного преобразования Лапласа [571]
  12.12. Обратное преобразование Лапласа для изображений, не разложенных на множители [574]
  12.13. Определение оригинала по изображению, заданному графически [139] [575]
  12.14. Численный метод гармонического анализа [577]
Приложение [581]
  Реализация передаточных функций с комплексными полюсами с помощью активных RC-цепей [141] [581]
  Чувствительность к вариациям параметров [582]
  Использование функции чувствительности для малых приращений в случае значительных вариаций [585]
Литература [586]
Предметный указатель [591]
Формат: djvu
Размер:13736277 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 208 Рейтинг
Открыть: Ссылка (RU)