Понятие об управлении и системах управления. Информация и принципы управления. Цели системы управления и качества процессов достижения цели

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ)

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Кафедра автоматики и процессов управления

ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

Конспект лекций

Выполнил: студент группы 0361 

Преподаватель:

Санкт-Петербург

2013

СОДЕРЖАНИЕ.

1  Основные понятия теории управления..................................................................... 6

1.1  Понятие об управлении и системах управления............................................... 6

1.2  Поведение объектов и систем управления........................................................ 8

1.3  Информация и принципы управления............................................................. 10

1.3.1  Разомкнутое управление............................................................................ 10

1.3.2  Принцип обратной связи (замкнутого управления)................................ 11

1.3.3  Адаптивное управление............................................................................. 12

1.4  Способы кодирования информации в системах управления......................... 12

1.5  Типовые алгоритмы принятия решений.......................................................... 13

1.6  Энергетический аспект управления................................................................. 14

1.7  Цели системы управления и качества процессов достижения цели............. 15

1.8  Математические модели сигналов и систем................................................... 16

1.9  Задачи теории управления................................................................................ 18

1.10  Способы построения математических моделей............................................ 19

1.10.1  Аналитический способ построения математических моделей............ 19

1.10.2  Идентификация......................................................................................... 21

1.11  Классы моделей (операторов)......................................................................... 21

1.12  Общая схема построения моделей................................................................. 22

2  Линейные модели..................................................................................................... 23

2.1  Модели «вход-выход»....................................................................................... 23

2.1.1  Дифференциальные уравнения................................................................. 23

2.1.2  Передаточные функции.............................................................................. 24

2.1.3  Веременные характеристики..................................................................... 25

2.1.4  Частотные характеристики........................................................................ 26

2.2  Построение временных характеристик............................................................ 27

2.2.1  Классический метод решения линейных дифференциальных уравнений.............................................................................................................. 27

2.2.2  Операторный метод решения линейных дифференциальных уравнений.............................................................................................................. 29

2.2.3  Особенности решения неоднородных дифференциальных уравнений 30

2.2.4  Построение частотных характеристик..................................................... 33

2.3  Модели «вход-состояние-выход»..................................................................... 35

2.4  Структурированные модели систем управления............................................ 38

3  Анализ систем управления...................................................................................... 39

3.1  Условие устойчивости....................................................................................... 39

3.2  Критерий устойчивости Гурвица..................................................................... 41

3.3  Критерий устойчивости Михайлова................................................................ 42

3.4  Устойчивость типовых соединений звеньев................................................... 43

3.4.1  Последовательное (каскадное) соединение............................................. 43

3.4.2  Паралелльное соединение.......................................................................... 44

3.4.3  Соединение с отрицательной обратной связью....................................... 44

3.4.4  Устойчивость систем с произвольной структурой.................................. 46