Описание раздела
В учебнике излагается теория и инженерные методы расчета систем радиоавтоматики. Даны общие сведения и рассмотрены основы теории систем автоматического управления. Описываются принципы управления и математические модели, методика составления структурных схем, передаточных функций и уравнений динамики и состояний систем радиоавтоматики. Рассмотрены вопросы устойчивости, качества, коррекции и синтеза динамических характеристик непрерывных, нелинейных, импульсных и цифровых систем радиоавтоматики, теории инвариантности и ее применения при построении систем радиоавтоматики высокой точности с комбинированным принципом управления и систем с дифференциальными связями, изложены статистические методы анализа и синтеза структур и параметров систем радиоавтоматики. Важное место отводится постановке и методам решения задач оптимального управления, вопросам построения адаптивных систем. Математическую основу методов анализа и синтеза систем радиоавтоматики составляют временной, частотный метод и метод пространства состояний. Практическому применению этих методов способствуют как специально разработанные пакеты расчетно-аналитических компьютерных программ, так и уже известные математические пакеты типа Mathcad и Matlab. Теоретические рассуждения и выводы в учебнике широко подтверждаются наглядными практическими примерами с расчетными и графическими построениями, что чрезвычайно важно для этапа подготовки, связанного прежде всего с освоением инженерных расчетов. Учебник предназначен для подготовки специалистов, бакалавров и магистров по направлению подготовки «[url00-01038026]Радиотехника[url00-01038026]», а также может быть использован по другим электро- и радиотехническим специальностям аспирантами и инженерно-техническими работниками, занимающимися проектированием и эксплуатацией систем радиоавтоматики, радиоэлектронных и радиотехнических средств. Оглавление Введение Глава 1. Основные понятия и определения радио автоматики. Принципы управления 1.1. Определение системы радиоавтоматики 1.2. Основные принципы управления 1.3. Классификация систем радиоавтоматики. Примеры систем 1.4. Понятие о режимах работы систем. Линеаризация нелинейных дифференциальных уравнений Глава 2. Динамические характеристики звеньев и систем радиоавтоматики 2.1. Динамические звенья систем 2.2. Структурные схемы систем радиоавтоматики 2.3. Передаточные функции типовых соединений звеньев 2.4. Передаточные функции систем радиоавтоматики в разомкнутом и замкнутом состояниях 2.5. Уравнения динамики систем радиоавтоматики 2.6. Частотные характеристики звеньев и систем радиоавтоматики 2.7. Логарифмические частотные характеристики звеньев и систем Глава 3. Устойчивость систем радиоавтоматики 3.1. Понятие и условие устойчивости систем радиоавтоматики 3.2. Алгебраические критерии устойчивости систем 3.3. Частотные критерии устойчивости систем радиоавтоматики Глава 4. Качество систем радиоавтоматики 4.1. Модели задающих и возмущающих воздействий 4.2. Показатели качества систем радиоавтоматики 4.3. Частотный метод анализа качества переходных процессов систем радиоавтоматики 4.4. Интегральные методы построения переходной функции системы 4.5. Интегральные оценки качества переходного процесса систем радиоавтоматики 4.6. Анализ точности систем радиоавтоматики Глава 5. Анализ систем радиоавтоматики методом пространства состояний 5.1. Основные понятия метода пространства состояний 5.2. Методы составления уравнений состояния систем радиоавтоматики 5.3. Преобразование неоднородных уравнений состояния в однородные 5.4. Формы решения уравнений состояния непрерывных САУ Глава 6. Коррекция и синтез систем радиоавтоматики 6.1. Необходимость коррекции систем. Понятие о коррекции 6.2. Коррекция систем с помощью последовательных дифференцирующих фазоопережающих устройств постоянного тока 6.3. Коррекция систем с помощью последовательных интегрирующих устройств постоянного тока 6.4. Коррекция систем с помощью последовательных интегродифференцирующих устройств постоянного тока 6.5. Коррекция систем с помощью последовательных корректирующих устройств переменного тока 6.6. Коррекция систем с помощью параллельных корректирующих устройств (коррекция обратными связями) 6.7. Синтез корректирующих устройств, обратных связей и параметров систем заданной структуры Глава 7. Инвариантность комбинированных систем радиоавтоматики 7.1. Способы повышения точности систем радиоавтоматики 7.2. Условие абсолютной инвариантности ошибки относительно возмущающего воздействия и возможность его реализации в комбинированных системах 7.3. Условие абсолютной инвариантности ошибки относительно задающего воздействия и возможность его реализации в комбинированных следящих системах 7.4. Повышение порядка астатизма комбинированной следящей системы с помощью связи по задающему воздействию 7.5. Повышение быстродействия комбинированных следящих систем с помощью связи по задающему воздействию 7.6. Анализ качества комбинированных систем частотным методом 7.7. Следящие системы с принципом управления по отклонению и дифференциальными связями 7.8. Итерационные системы Глава 8. Статистический анализ и синтез систем радиоавтоматики 8.1. Необходимость анализа систем при случайных воздействиях статистическими методами 8.2. Статистический метод анализа систем радиоавтоматики 8.3. Статистический метод синтеза оптимальных систем радиоавтоматики Глава 9. Математические модели и методы анализа нелинейных систем радиоавтоматики 9.1. Понятия, свойства и особенности устойчивости нелинейных систем 9.2. Частотный критерий абсолютной устойчивости равновесия В. М. Попова 9.3. Математические модели и анализ нелинейных систем методом гармонической линеаризации 9.4. Анализ устойчивости автоколебаний в нелинейных системах методом гармонической линеаризации 9.5. Методы оценки динамической точности и качества переходных процессов в нелинейных системах Глава 10. Математические модели и методы анализа импульсных систем радиоавтоматики 10.1. Общие сведения о дискретных системах радиоавтоматики 10.2. Определение и типы импульсных систем радиоавтоматики 10.3. Автоматическая система сопровождения цели по дальности импульсной радиолокационной станции 10.4. Математическая модель импульсной системы радиоавтоматики 10.5. Математический аппарат исследования импульсных систем 10.6. Математические модели разомкнутых и замкнутых импульсных систем 10.7. Математическое условие и методы анализа устойчивости импульсных систем радиоавтоматики 10.8. Методы анализа качества и точности импульсных систем радиоавтоматики 10.9. Импульсные системы экстраполяции 10.10. Математические модели импульсных систем в пространстве состояний Глава 11. Математические модели и методы анализа цифровых систем радиоавтоматики 11.1. Определение и функциональные схемы цифровых систем радиоавтоматики 11.2. Функциональные устройства и элементы цифровых систем радиоавтоматики 11.3. Математические модели цифровых систем радиоавтоматики 11.4. Методы анализа устойчивости и качества цифровых систем 11.5. Линейные цифровые корректирующие устройства (фильтры) 11.6. Математические модели цифровых систем в пространстве состояний Глава 12. Оптимальные системы радиоавтоматики 12.1. Постановка задачи оптимального управления 12.2. Методы решения задач синтеза оптимального управления 12.3. Оптимальные по быстродействию системы радиоавтоматики Глава 13. Адаптивные системы радиоавтоматики 13.1. Определение адаптивных систем радиоавтоматики и их классификация 13.2. Самонастраивающиеся системы радиоавтоматики со стабилизацией качества управления 13.3. Самонастраивающиеся системы автоматической оптимизации качества управления (системы экстремального управления) 13.4. Поисковые системы экстремального управления 13.5. Беспоисковые дифференциальные системы экстремального управления 13.6. Корреляционные системы экстремального управления Литература
