- •§1. Основные понятия. 4
- •Вариант практической цели управления.
- •§2 Статические свойства сау. (Проблема точности). Основные принципы ау. Общая структура сау.
- •Общая структура сау.
- •§3. Классификация сау.
- •§4. Дифференциальные уравнения и передаточные функции линейных систем.
- •Дифференциальное уравнение линейной непрерывной системы n-го порядка.
- •§5. Связь между входом и выходом системы во временной области.
- •§7. Частотные характеристики (чх) динамической системы.
- •Математические модели входа и выхода.
- •Физический смысл чпф.
- •§8. Частотные и временные характеристики типовых звеньев сау.
- •§6. Передаточные функции типовых соединений звеньев.
- •§9. Нетиповые и специальные звенья.
- •Неминимально-фазовые звенья
- •§10. Лах последовательно соединенных звеньев.
- •§11. Определение фазы по лах минимально-фазовой системы.
- •§12. Детализированные структурные схемы и сигнальные графы.
- •§13. Эквивалентные преобразования структурных схем линейной системы.
- •§14. Теорема Мейсена.
- •§15. Приближенное построение лчх параллельных соединений звеньев.
- •§16. Математические модели динамических систем в форме переменных состояния.
- •Запись уравнений переменных состояния по дсс.
- •§17. Линеаризация уравнений динамических систем.
- •Практические способы линеаризации.
- •§18. Передаточная матрица динамической системы.
- •§19. Управляемая каноническая форма.
- •§20. Устойчивость линейных систем.
- •Теоремы первого метода Ляпунова.
- •§21. Суждение об устойчивости линейной системы по коэффициентам характеристического полинома.
- •Критерии устойчивости Гурвица.
- •§22. Частотный критерий устойчивости Найквиста.
- •Критерий Найквиста для афх.
- •Критерий Найквиста для лчх.
- •§23. Качество сау.
- •Показатели качества переходной характеристики.
- •Частотные оценки качества.
- •Запасы устойчивости.
- •Показатель колебательности.
- •Полоса пропускания
- •Корневые оценки качества.
- •Стандартные полиномы .
- •§24. Точность сау.
- •Передаточная функция для ошибки.
- •Коэффициент ошибок.
- •Способы нахождения коэффициентов ошибок.
- •Способы определения порядка астатизма.
- •Добротность.
- •§ 25. Синтез сау.
- •Классический алгоритм синтеза.
- •Методы последовательной коррекции. Типовые последовательные ку.
- •Параллельная коррекция.
- •§26. Системы подчиненного регулирования (спр).
- •Стандартная настройка на оптимум по модулю (ом).
- •Настройка на симметричный оптимум (см).
- •Достоинства спр (систем подчиненного регулирования).
- •§27. Модальное управление.
- •Методика синтеза модального регулятора.
Настройка на симметричный оптимум (см).
Применяется, если
.
Применяется ПИ-регулятор, причем:
,
(совпадает с (26.1), т.к.
)
(26.4)
,
следовательно, передаточная функция
разомкнутой системы:
.
Передаточная функция замкнутой системы:
.


Доказательство: Легко убедиться, что
передаточная функция по возмущению на
входе
и следовательно время реакции на
возмущающее воздействие в системе
настроенной на СО не зависит от
.
Достоинства спр (систем подчиненного регулирования).
Простота расчета регуляторов (по формулам).
Замечание: в многоконтурной системе
при расчете регулятора, внутренний
контур настроенный на оптимум по модулю
приближенно заменяется апериодическим
звеном с эквивалентной постоянной
времени (
);
,
тогда в рассматриваемом контуре, если
в нем есть своя
,
то
.
Простота ограничения переменных: с помощью ограничения соответствующих задающих воздействий – выходов вышестоящих регуляторов.
Высокое быстродействие – понижается от контура к контуру, но определяется малыми постоянными времени.
§27. Модальное управление.
Рассмотрим систему с одним входом:
(27.1)
![]()
Её динамические свойства определяются
в основном матрицей
(собственные значения
– корни ХП). Матрица
влияет в меньшей степени (от неё зависят
нули ПФ).
Пусть динамика системы (27.1), которую мы назовем объектом – неудовлетворенна. Для придания системе желаемой динамики, охватим объект линейной обратной связью по вектору состояния (ЛОСС).

Закон управления:
(27.2)
где
– матрица обратной связи;
–
коэффициенты обратных связей по
переменным состояния.
Объединяя (27.1) и (27.2) получим уравнения системы с модальными регуляторами:
![]()
(27.3)
Динамические свойства этой системы определяются матрицей:
(27.4)
Задача модального уравнения: так
назначить матрицу
,
чтобы собственные значения матрицы
приобрели требуемые значения. ЛОСС
используемая для назначения собственных
значений матрицы системы называется
модальным регулятором.
Теорема 27.1. Выбором матрицы
собственных значений матрицы
могут быть помещены в любые наперед
заданные точки комплексной плоскости
(с ограничением, что комплексные числа
образуют сопряженные пары) или, что то
же самое, характеристический полином
может быть равным произвольному
приведенному полиному с вещественными
коэффициентами, тогда и только тогда,
когда пара матриц
полностью управляема.
Замечание 1: говорят, что пара матриц
полностью
управляема, если система (27.1) – полностью
управляема.
Замечание 2: система (27.1) является
полностью управляемой, если она может
быть переведена из произвольного
начального состояния
,
в момент времени
,
в произвольное конечное состояние
,
в момент времени
,
за ограниченный промежуток времени
,
при помощи ограниченного управления
,
определенного на интервале
.
Замечание 3: система (27.1) полностью
управляема тогда и только тогда, когда
ранг матрицы управляемости
(27.5)
равен порядку системы:
(27.6)
