В книге нашли отражение основные методы теории систем управления, появившиеся к началу 60‑х годов.
Основное содержание книги включает в себя вопросы, ранее не излагавшиеся в советской литературе (исключение представляют главы 7 и 11, посвящённые принципу максимума и анализу и синтезу дискретных систем, и отчасти главы 1 и 4, в которых рассматриваются методы синтеза линейных систем с переменными параметрами и методы построения формирующихся фильтров для случайных процессов).
Главы 3 и 8 вводят читателя в круг идей функционального анализа. Приводятся примеры применения методов функционального анализа к решению прикладных задач управления. В главе 2 излагается, в частности, вывод уравнений фильтрации Калмэна — Бьюси для случая непрерывного времени. В главе 5 изложены методы анализа нелинейных систем управления с помощью прямого метода Ляпунова. В главе 6 рассматриваются различные методы синтеза аддитивных систем. В главе 9 сравниваются различные аналитические методы синтеза оптических линейных систем управления, в частности метод динамического программирования и принцип максимума Л. С. Понтрягина. Глава 10 является по существу введением в применение методов стохастической аппроксимации к задачам автоматического управления. В главе 12 даётся описание человека‑оператора в системе управления. В главе 13 современные методы анализа и синтеза применяются к системам управления летательными аппаратами.
Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов механико‑математических и физико‑математических факультетов университетов.
В книге излагается теория линейных управляемых систем, как одномерных, так и многомерных. Рассматриваются методы исследования устойчивости и переходных процессов в линейных стационарных системах. Излагаются методы исследования абсолютной устойчивости нелинейных управляемых систем. Далее изучаются системы с конечным временем управления. Изложена теория функций от матриц и изучены вопросы управляемости и наблюдаемости линейных стационарных и нестационарных систем.
Значительная часть книги посвящена вопросам оптимального управления. Изложен метод динамического программирования для дискретных систем и систем непрерывного действия и принцип максимума Л. С. Понтрягина. Детально изучены системы с квадратичным критерием качества. Рассмотрены также вопросы оптимизации систем при наличии случайных помех. Изложены методы А. Н. Колмогорова и Н. Винера и дана подробная теория оптимальных фильтров Калмана — Бьюси.
В книге излагается теория управления роботами. Рассматриваются аналитические модели кинематики и динамики исполнительных механизмов и приводов. Излагаются методы программного, адаптивного и интеллектуального управления роботами. Обсуждаются вопросы автоматизированного проектирования и программно‑аппаратной реализации управляющих систем роботов.
Учебное пособие рассчитано на студентов технических вузов и университетов, обучающихся по специальности „Робототехнические системы“ как по типовому учебному плану, так и в рамках целевой интенсивной подготовки специалистов. Книга представляет интерес также для аспирантов, научных работников и инженеров, занимающихся созданием и применением робототехнических систем.
Рассматриваются основные разделы классической и современной теории автоматического управления: операторно‑частотный подход, метод пространства состояний, оптимизация программ и законов управления с обратной связью, идентификации и адаптации. Теоретические постановки представлены в тесной связи с практическими проблемами. Изложение ведётся концентрически, с постоянно возрастающим уровнем сложности, что обеспечивает его доступность для читателей с различным уровнем подготовки. Включение ряда оригинальных результатов делает книгу интересной и для специалистов.
Для студентов вузов и специалистов в области теории автоматического управления.
Проблемы адаптации и обучения, которые рассматриваются в книге, являются центральными в современной теории и технике автоматического управления. Решение этих проблем позволяет осуществлять оптимальное управление сложными объектами в условиях весьма малой априорной информации относительно состояния управляемого объекта и его характеристик.
В книге с единой общей точки зрения, основанной на вероятностных итеративных методах, обсуждаются разнообразные задачи адаптации и обучения и приводятся эффективные пути их решения. Рассмотрены алгоритмические методы решения задач обучения опознаванию образов, определения характеристик динамических объектов, обнаружения и выделения сигналов на фоне помех, управления динамическими объектами в условиях неопределённости. Развитый подход применён также к решению задач теории надёжности, исследованию операций, теории игр и поведения конечных автоматов. Результаты общей теории иллюстрируются на многочисленных примерах. Приводятся формулировки решённых задач.
Книга посвящена последовательному изложению ряда разделов адаптивной фильтрации в условиях параметрической неопределённости о помехо‑сигнальной обстановке. Материал книги группируется вокруг вопросов рекуррентного оценивания, при этом обсуждаются как хорошо известные схемы оценивания (метод стохастической аппроксимации, метод наименьших квадратов, метод максимума правдоподобия), так и относительно новые схемы (минимаксное оценивание, метод рекуррентных целевых неравенств, робастное оценивание). Значительное внимание уделено методам синтеза оптимальных фильтров (фильтр Винера‑Колмогорова, фильтр Калмана‑Бьюси). Принятый в книге подход применим к многочисленным задачам оптимального обнаружения, обучения распознаванию образов, идентификации динамических объектов.
Книга предназначена для инженеров и научных работников в области теоретической и прикладной кибернетики. Она может быть полезна студентам старших курсов и аспирантам, специализирующимся по математической и технической кибернетике.
В учебном пособии приведены современные методы анализа и проектирования нелинейных систем автоматического управления. Основное внимание уделяется теории гладких систем и её разделов, ориентированных на решение задач синтеза и недостаточно представленных в существующей литературе. Изучаются особенности нелинейной динамики, понятия и методы современной теории устойчивости. Обсуждаются вопросы преобразования нелинейных систем, точной линеаризации и аппроксимации, а также подходы к решению задач анализа и проектирования нелинейных систем с помощью методов линейной теории. Вводятся понятия управляемости и изучаются методы локальной стабилизации нелинейных объектов, а также вопросы управления каскадными системами. Рассматриваются методы согласованного управления многоканальными системами и решения траекторных задач, проблемы оптимизации и методы синтеза оптимальных систем управления. В книгу включён цикл практических занятий — практикум, основное содержание которого составляют модельные (компьютерные) эксперименты, ориентированные на наглядное подтверждение изучаемых концепций и приобретение навыков синтеза нелинейных и оптимальных систем.
Пособие предназначено как для начального ознакомления с предметом, аппаратом и языком современной теории нелинейных систем, так и для углублённой подготовки. Может быть использовано студентами технических университетов при освоении соответствующих разделов теории автоматического управления, а также аспирантами и научными работниками, специализирующимися в области нелинейной динамики.
В учебнике изложены основы теории управления, включающие общие сведения о системах управления и их моделях, методы анализа и синтеза линейных непрерывных и дискретных систем при детерминированных и стохастических воздействиях, методы анализа нелинейных систем, а также методы оптимизации систем управления. На базе общих принципов системного подхода рассматривается проблематика математического описания систем управления, раскрываются взаимосвязи понятий управления и информации, структуры систем и фундаментальных свойств их поведения — устойчивости, инвариантности и чувствительности. С единых позиций и с учётом применения компьютерных программ расчёта и имитации изложены классические и современные подходы анализа и синтеза систем управления.
Для студентов технических вузов, обучающихся по направлению „Автоматизация и управление“.
Приведены необходимые сведения из теории вероятностей и математической статистики, подробно изложена прикладная теория разных видов случайных процессов и рассмотрено их влияние на работу нелинейных и линейных систем. На базе теоретических сведений подробно рассмотрены разнообразные содержательные радиотехнические задачи. В книгу включены вопросы программ‑минимумов кандидатских экзаменов по нескольким радиотехническим специальностям.
Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в области радиотехники и автоматического управления.
В книге рассмотрены основные вопросы и даны методические указания по расчёту различных систем автоматического управления (линейных и нелинейных, непрерывного и дискретного действия), приведены необходимые сведения по расчёту параметров основных элементов таких систем. Изложение иллюстрировано конкретными примерами.
Предназначается для студентов высших технических учебных заведений, специализирующихся в области автоматики и телемеханики. Может быть полезна студентам других специальностей, изучающим теорию автоматического управления и регулирования, а также инженерно‑техническим работникам, занимающимся проектированием и расчётом систем автоматического управления.