Предисловие

Тема 1. Введение в теорию автоматического управления

• 1.1. Предмет теории автоматического управления (20мин.)
• 1.2. Основные понятия и определения (40мин.)
• 1.3. Примеры систем управления (61мин.)
• Заключение (20мин.)
• Тест:  Введение в теорию автоматического управления (12мин.)

Тема 2. Динамические характеристики линейных систем

• Введение (20мин.)
• 2.1. Дифференциальные уравнения (61мин.)
• 2.2. Составление математической модели+ (81мин.)
• 2.4. Переходная характеристика (20мин.)
• 2.5. Импульсная переходная функция (20мин.)
• 2.6. Переходная матрица (40мин.)
• 2.7. Передаточная функция (81мин.)
• 2.8. Модальные характеристики (40мин.)
• 2.9. Частотные характеристики (61мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (61мин.)
• Тест:  Динамические характеристики линейных систем (22мин.)

Тема 3. Структурный метод

• Введение (20мин.)
• 3.1. Типовые динамические звенья (323мин.)
• • 3.1.1. Пропорциональное (усилительное) звено (40мин.)
  • 3.1.2. Дифференцирующее звено (40мин.)
  • 3.1.3. Интегрирующее звено (40мин.)
  • 3.1.4. Апериодическое звено (81мин.)
  • 3.1.5. Форсирующее звено (пропорционально-дифференцирующее) (40мин.)
  • 3.1.6. Звено второго порядка (81мин.)
• 3.2. Структурные схемы (20мин.)
• 3.3. Структурные преобразования (81мин.)
• • 3.3.1. Последовательное соединение звеньев (20мин.)
  • 3.3.2. Параллельное соединение звеньев (20мин.)
  • 3.3.3. Обратная связь (20мин.)
  • 3.3.4. Правило переноса (40мин.)
• 3.4. Структурные схемы, соответствующие дифференциальным уравнениям (61мин.)
• 3.5. Переход от передаточной функции к каноническому описанию (121мин.)
• • 3.5.1. Первая каноническая форма (40мин.)
  • 3.5.2. Вторая каноническая форма (81мин.)
• 3.6. Область применения структурного метода (20мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (81мин.)
• Тест:  Структурный метод (32мин.)

Тема 4. Устойчивость линейных непрерывных систем

• Введение (40мин.)
• 4.1. Условия устойчивости линейных систем (81мин.)
• • 4.1.1. Общее условие устойчивости линейных систем (61мин.)
  • 4.1.2. Необходимое условие устойчивости (20мин.)
• 4.2. Критерии устойчивости (323мин.)
• • 4.2.1. Критерий устойчивости Гурвица (61мин.)
  • 4.2.2. Критерий устойчивости Михайлова (121мин.)
  • 4.2.3. Критерий устойчивости Найквиста (101мин.)
  • 4.2.4. Логарифмическая форма критерия Найквиста (40мин.)
• 4.3. Области и запасы устойчивости (141мин.)
• • 4.3.1. Основные понятия и определения (20мин.)
  • 4.3.2. Частотные оценки запаса устойчивости (40мин.)
  • 4.3.3. Корневые оценки запаса устойчивости (20мин.)
  • 4.3.4. Метод D-разбиения (61мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (81мин.)
• Тест:  Устойчивость линейных непрерывных систем (24мин.)

Тема 5. Анализ переходных процессов

• Введение (20мин.)
• 5.1. Показатели качества переходных процессов (61мин.)
• • 5.1.1. Ошибка регулирования (20мин.)
  • 5.1.2. Быстродействие (20мин.)
  • 5.1.3. Перерегулирование (20мин.)
  • 5.1.4. Интегральные оценки (20мин.)
• 5.2. Анализ статических режимов (161мин.)
• • 5.2.1. Статические системы (40мин.)
  • 5.2.2. Астатические системы (20мин.)
  • 5.2.3. Следящие системы (системы позиционирования) (20мин.)
  • 5.2.4. Неединичная обратная связь (61мин.)
• 5.3. Частотный метод анализа (141мин.)
• • 5.3.1. Взаимосвязь частотной характеристики и импульсной переходной функции (40мин.)
  • 5.3.2. Взаимосвязь частотной и переходной характеристик (20мин.)
  • 5.3.3. Оценка качества переходного процесса по вещественной частотной характеристике (61мин.)
  • 5.3.4. О начальном участке переходной характеристики (20мин.)
• 5.4. Корневой метод анализа (40мин.)
• 5.5. Анализ процессов в системах низкого порядка (61мин.)
• • 5.5.1. Система первого порядка (20мин.)
  • 5.5.2. Система второго порядка (20мин.)
  • 5.5.3. Система третьего порядка (20мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (101мин.)
• Тест:  Анализ переходных процессов (16мин.)

Тема 6. Синтез линейных систем

• Введение (20мин.)
• 6.1. Основные понятия (40мин.)
• 6.2. Постановка задачи синтеза одноканальных систем (40мин.)
• 6.3. Условия разрешимости задачи синтеза (161мин.)
• • 6.3.1. Ресурсное ограничение (20мин.)
  • 6.3.2. Устойчивость обратного объекта (20мин.)
  • 6.3.3. Управляемость (40мин.)
  • 6.3.4. Наблюдаемость (40мин.)
  • 6.3.5. Вырожденность передаточной функции (40мин.)
• 6.4. Частотный метод синтеза (262мин.)
• • 6.4.1. Постановка задачи (20мин.)
  • 6.4.2. Влияние частотной характеристики разомкнутой системы на свойства замкнутой (20мин.)
  • 6.4.3. Основные соотношения метода синтеза (20мин.)
  • 6.4.4. Построение асимптотической логарифмической амплитудной частотной характеристики объекта (40мин.)
  • 6.4.5. Построение желаемой логарифмической амплитудной частотной характеристики (20мин.)
  • 6.4.6. Расчет корректирующего звена (40мин.)
  • 6.4.7. Влияние возмущения и помехи измерения на свойства замкнутой системы (20мин.)
  • 6.4.8. Процедура синтеза регулятора частотным методом (81мин.)
• 6.5. Модальный метод синтеза (222мин.)
• • 6.5.1. Основные понятия (20мин.)
  • 6.5.2. Постановка задачи синтеза для одноканального объекта (20мин.)
  • 6.5.3. Выбор корректора статики (20мин.)
  • 6.5.4. Расчет корректора динамики (61мин.)
  • 6.5.5. Реализация регулятора (40мин.)
  • 6.5.6. Процедура синтеза регулятора модальным методом (61мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (81мин.)
• Тест:  Синтез линейных систем (16мин.)

Тема 7. Динамические характеристики нелинейных систем

• Введение (20мин.)
• 7.1. Нелинейные дифференциальные уравнения (20мин.)
• 7.2. Пространство состояний (40мин.)
• 7.3. Комбинированное описание нелинейных систем (20мин.)
• 7.4. Особенности процессов в нелинейных системах (40мин.)
• Заключение (20мин.)
• Тест:  Динамические характеристики нелинейных систем (14мин.)

Тема 8. Устойчивость нелинейных систем

• Введение (20мин.)
• 8.1. Основные понятия и определения (40мин.)
• 8.2. Устойчивость по линейному приближению (40мин.)
• 8.3. Второй метод Ляпунова (161мин.)
• • 8.3.1. Понятия и определения метода (40мин.)
  • 8.3.2. Теоремы второго метода Ляпунова (40мин.)
  • 8.3.3. Применение второго метода Ляпунова для анализа устойчивости линейных систем (40мин.)
  • 8.3.4. Проверка устойчивости одного класса нелинейных систем (40мин.)
• 8.4. Частотный способ анализа устойчивости (101мин.)
• • 8.4.1. Теорема Попова об абсолютной устойчивости (20мин.)
  • 8.5.2. Графическая интерпретация теоремы Попова (40мин.)
  • 8.4.3. Процедура проверки абсолютной устойчивости (40мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (81мин.)
• Тест:  Устойчивость нелинейных систем (10мин.)

Тема 9. Анализ процессов в нелинейных системах

• Введение (20мин.)
• 9.1. Метод фазовой плоскости (61мин.)
• 9.2. Метод гармонического баланса (242мин.)
• • 9.2.1. Основные сведения (20мин.)
  • 9.2.2. Метод гармонической линеаризации (61мин.)
  • 9.2.3. Основное уравнение метода гармонического баланса (20мин.)
  • 9.2.4. Аналитический способ определения автоколебаний (20мин.)
  • 9.2.5. Влияние параметров системы на автоколебания (20мин.)
  • 9.2.6. Способ Гольдфарба (40мин.)
  • 9.2.7. Способ Коченбургера (40мин.)
  • 9.2.8. Коррекция автоколебаний (20мин.)
  • 9.2.9. Условие применимости метода гармонического баланса (20мин.)
• 9.3. Метод малого параметра (20мин.)
• 9.4. Метод разделения движений (182мин.)
• • 9.4.1. Общие свойства систем (20мин.)
  • 9.4.2. Выделение отдельных составляющих движения (61мин.)
  • 9.4.3. Основные теоремы метода разделения движений (20мин.)
  • 9.4.4. Условие разделимости движений (61мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (121мин.)
• Тест:  Анализ процессов в нелинейных системах (18мин.)

Тема 10. Синтез нелинейных систем

• Введение (20мин.)
• 10.1. Постановка задачи синтеза нелинейных одноканальных систем (61мин.)
• 10.2. Условия разрешимости задачи синтеза (81мин.)
• • 10.2.1. Реализуемое состояние равновесия (20мин.)
  • 10.2.2. Реализуемые желаемые уравнения (61мин.)
• 10.3. Метод локализации (242мин.)
• • 10.3.1. Основные свойства систем первого порядка (40мин.)
  • 10.3.2. Оценка влияния помех измерения (20мин.)
  • 10.3.3. Дифференцирующий фильтр (40мин.)
  • 10.3.4. Анализ влияния малых инерционностей (40мин.)
  • 10.3.5. Выбор параметров дифференцирующего фильтра (20мин.)
  • 10.3.6. Системы произвольного порядка (40мин.)
  • 10.3.7. Процедура синтеза системы методом локализации (40мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (61мин.)
• Тест:  Синтез нелинейных систем (14мин.)

Тема 11. Системы поиска экстремума

• Введение (20мин.)
• 11.1. Основные понятия и определения (40мин.)
• 11.2. Описание объекта управления (20мин.)
• 11.3. Типовые модели экстремальной характеристики объекта (40мин.)
• 11.4. Условие экстремума (20мин.)
• 11.5. Постановка задачи синтеза экстремальных систем (20мин.)
• 11.6. Способы оценки градиента (161мин.)
• • 11.6.1. Способ деления производных (20мин.)
  • 11.6.2. Способ конечных разностей (20мин.)
  • 11.6.3. Оценка знака градиента (20мин.)
  • 11.6.4. Способ синхронного детектирования (81мин.)
  • 11.6.5. Оценка градиента с помощью специального фильтра (20мин.)
• 11.7. Организация движения к экстремуму (161мин.)
• • 11.7.1. Градиентные системы первого порядка (40мин.)
  • 11.7.2. Метод "тяжелого шарика" (20мин.)
  • 11.7.3. Одноканальные системы общего вида (20мин.)
  • 11.7.4. Градиентные системы, основанные на методе локализации (81мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (61мин.)
• Тест:  Системы поиска экстремума (14мин.)

Тема 12. Оптимальные системы

• Введение (20мин.)
• 12.1. Основные понятия (40мин.)
• 12.2. Постановка задачи синтеза оптимальных систем (81мин.)
• • 12.2.1. Описание объекта управления (20мин.)
  • 12.2.2. Описание начальных и конечных состояний (20мин.)
  • 12.2.3. Ограничения на переменные состояния и управление (20мин.)
  • 12.2.4. Критерий оптимальности (20мин.)
  • 12.2.5. Форма результата (20мин.)
• 12.3. Метод динамического программирования (101мин.)
• • 12.3.1. Принцип оптимальности (20мин.)
  • 12.3.2. Основные соотношения метода динамического программирования (40мин.)
  • 12.3.3. Расчетные соотношения метода (40мин.)
• 12.4. Принцип максимума Понтрягина (141мин.)
• • 12.4.1. Основное соотношение принципа максимума (40мин.)
  • 12.4.2. Процедура определения оптимального управления (40мин.)
  • 12.4.3. Задача оптимального быстродействия (61мин.)
• 12.5. Метод поверхности переключения (101мин.)
• • 12.5.1. Основные понятия (40мин.)
  • 12.6.2. Метод обратного времени (61мин.)
• 12.6. Субоптимальные системы (40мин.)
• Заключение (20мин.)
• Задачи (20мин.)
• Тест:  Оптимальные системы (18мин.)

Послесловие

Рекомендуемая литература

Завершение курса

• Тест:  Итоговое тестирование (60мин.)