Г ЗАЙЦЕВ

Теория

автомагическою управления и регулирования

Издание второе, переработанное и дополненное

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям: «Автоматика и телемеханика», «Электронные вычислительные машины», «Информационно-измерительная техника»

КИЕВ

ГОЛОВНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ИЗДАТЕЛЬСКОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ «БЫЩА ШКОЛА» 1988

ББК 32.965я75 3-17

УДК 62—52(075.8)

Рецензенты:

чл.-кор. АН СССР И. М. Макаров (Московский институт радиотехники, электроники и автоматики), д-р техн. наук, проф. А. В. Н е -тушил (Московский институт тонкой химической технологии)

Редакция литературы по информатике и автоматике Зав. редакцией Г. Ф. Трофимчук

Зайцев Г. Ф.

3-17 Теория автоматического управления и регулирования.— 2-е изд., перераб. и доп.— К-: Выща шк. Головное изд-во, 1989.— 431 с.

Приведены общие сведения и определения теории автоматического управления и регулирования. Описаны принципы управления, динамические характеристики звеньев и систем автоматического управления (САУ).

Рассмотрены вопросы теории инвариантности и ее применения при построении САУ высокой точности с принципом комбинированного управления.

Во второе издание включены главы по цифровым, оптимальным и адаптивным системам автоматического управления. Большое внимание уделено решению основной проблемы теории управления — повышению динамической точности и быстродействия автоматических систем.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям: «Автоматика и телемеханика», «Вычислительная, техника», «Информационно-измерительная техника».

ISBN 5-11-000225-8.

150,2000000-74 М 211(04)—88 КУ Л

ISBN 5-11-000225-8

КУ-№1-614—1988

© Издательское объединение «Вища школа», 1975

ББК 32.965я75

© Издательское объединение «Выща школа», 1988, с изменениями

Введение

Теоретической основой автоматических систем является теория автоматического управления и регулирования, изучающая принципы построения, методы анализа и синтеза наиболее широкого класса автоматических систем: систем автоматического управления и регулирования.

Основоположником теории автоматического управления и регулирования, зародившейся около 100 лет назад, является профессор Петербургского технологического института Иван Алексеевич Вышне-градский (1831—1895). Его фундаментальная работа «О регуляторах

Ёрямого действия» (1876 г.) оказала огромное влияние на все дальней-iee развитие теории регулирования. Он впервые показал, что процессы в регуляторе и объекте регулирования неразрывно связаны между собой и поэтому их исследовать необходимо совместно. В теории автоматического управления существенную роль играет устойчивость. Основателем строгой теории устойчивости является великий русский математик профессор Харьковского университета академик Александр Михайлович Ляпунов (1857—1918).

Особенно интенсивно теория автоматического управления начала развиваться с конца тридцатых годов XX ст., когда были разработаны частотные методы анализа устойчивости линейных систем-, поставлена проблема качества управления и заложены основы ряда эффективных методов исследования нелинейных систем. К настоящему времени в теории автоматического управления достигнуты большие успехи. Существенное развитие получила теория линейных систем. В частности, разработаны методы оценки качества переходных процессов, динамической точности линейных систем, находящихся под действием случайных возмущающих воздействий, заданных статистически. Развиты методы исследования нелинейных систем. За последние годы советскими учеными получены основные результаты в теории инвариантности; сформулирован критерий реализуемости условий инвариантности, получены результаты по инвариантности нелинейных систем, систем с переменными и распределенными параметрами, систем с переменной структурой, а также по полиинвариантности; достигнуты определенные успехи в теории многосвязных систем (систем со многими регулируемыми величинами), предложен ряд методов, позволяющих использовать связи между отдельными подсистемами для повышения качества систем в целом.

Наряду с классическими системами начинают применяться специальные системы автоматического управлений: оптимальные системы,