А.П. Полищук, С.А. Семериков

Автоматика

Учебное пособие для студентов вузов

Кривой Рог

Издательский отдел КГПИ

1999

Полищук А.П., Семериков С.А.

Автоматика: Учебное пособие. – Кривой Рог: Издательский отдел КГПИ, 1999. – 276 с.

Учебное пособие, ориентированное на программирующего пользователя, посвящено анализу динамики линейных систем методами операционного исчисления и динамического программирования. Приведен лабораторный практикум по компьютерному моделированию линейных стационарных динамических систем операторным методом с исходными текстами программ в C++ Builder и Delphi.

Для студентов высших учебных заведений, аспирантов, научных и инженерно-технических работников.

Рецензент:

д-р физ.-мат. наук, проф. В.Н. Соловьёв

© А.П. Полищук, С.А. Семериков, 1999

Оглавление

А.П. Полищук, С.А. Семериков 1

Кривой Рог 1

Полищук А.П., Семериков С.А. 2

1. Управление и регулирование: основные понятия и определения 6

2. О классификации систем управления 10

3. Физические основы измерительных преобразователей автоматических систем 16

3.1. Физика преобразователей температуры 16

3.2. Физика измерения усилий 18

3.3. Методы измерения параметров движения 21

3.4. Физические основы измерения состава и концентрации вещества 24

4. Основные задачи исследования автоматических систем 30

5. Операционное исчисление и его применение к исследованию динамики стационарных линейных систем 39

5.1. Общие сведения 39

Приведенное функциональное соотношение записывают в виде F(p)f(t) или f(t)F(p) и говорят, что «F(p) есть изображение f(t)» или «f(t) есть оригинал F(p)». Достаточным условием существования изображения функции f(t) является требование ее кусочной непрерывности и существования таких положительных чисел М и , чтобы |f(t)|<Me^αt. 40

Теорема смещения. F(p+)f(t). 41

Теорема запаздывания. e^-λpF(p)f(t–)(t–), где (t–) – единичная ступенчатая функция. Если f(t)=(t–), то ее изображение для запаздывания  будет (t-). 41

Теорема свертывания (Бореля). 42

Изображения типовых возмущающих (управляющих) функций. 42

5.2. Решение линейных уравнений с постоянными коэффициентами 43

6. Передаточные функции линейных динамических систем 48

7. Частотные характеристики линейных динамических систем 51

8. Введение в теорию устойчивости линейных стационарных систем авторегулирования 56

9. О качественном анализе динамических систем 60

10. О проблеме оптимального управления 63

11. Динамическое программирование как математический метод решения задач оптимального управления 69

12. Лабораторный практикум по компьютерному моделированию линейных стационарных динамических систем операторным методом 76

12.1. Введение 76

12.2. Лабораторная работа №1 78

12.3. Лабораторная работа №2 80

12.4. Лабораторная работа №3 80

12.5. Лабораторная работа №4 81

12.6. Лабораторная работа №5 82

12.7. Лабораторная работа №6 83

12.8. Лабораторная работа №7 84

13. Программная реализация операторного метода анализа динамики линейных систем 86

13.1. Исходные тексты программы на языке С++, выполненные в среде C++ Builder 3 86

13.1.1. Класс линейных дифуравнений с постоянными коэффициентами 86

13.1.2. Форма основной программы 97

13.1.3. Модуль основной программы 100

13.1.4. Форма ввода данных 112

13.1.5. Заголовочный файл модуля ввода данных 118

13.1.6. Модуль ввода данных 120

13.1.7. Заголовочный файл инициализационного модуля 120

13.1.8. Инициализационный модуль 122

13.1.9. Файл проекта 123

13.2. Исходные тексты программы на языке Object Pascal, выполненной в среде Delphi 4 128

13.2.1. Форма изменения размеров пера 128

13.2.2. Модуль изменения размеров пера 129

13.2.3. Форма ввода данных 130

13.2.4. Модуль ввода данных 136

13.2.5. Форма основной программы 142

13.2.6. Модуль основной программы 146

13.2.7. Форма сведений о программе 170

13.2.8. Модуль сведений о программе 174

13.2.9. Файл конфигурации 175

13.2.10. Файл проекта 176

14. Приложения 177

14.1. Математические классы на языке С++ 177

14.1.1. Базовый класс параметризованных векторов 177

14.1.2. Параметризованный класс матриц 191

14.1.3. Параметризованный класс полиномов 216

14.1.4. Класс полиномиальных уравнений 231

14.2. Математические классы на объектном Паскале 238

14.2.1. Класс комплексных чисел 238

14.2.2. Класс действительных векторов 242

14.2.3. Класс комплексных векторов 246

14.2.4. Класс действительных матриц 252

14.2.5. Класс комплексных матриц 262

14.2.6. Класс полиномов 266

Литература 278

Учебное пособие 281

Александр Павлович Полищук 281

КГПИ, 324086, Кривой Рог-86, пр. Гагарина, 54 281

Криворожская городская типография 281

Трудно жить на свете Пастушонку Пете – Трудно хворостиной Управлять скотиной.