Информация о курсе

Теория автоматического управления

Дисциплина посвящена методам анализа и синтеза систем автоматического управления с сосредоточенными и распределёнными параметрами. В ходе курса студенты изучают способы построения математических моделей объектов управления, методы исследования переходных процессов и устойчивости, а также принципы проектирования стабилизирующих и оптимальных регуляторов.

Цель курса

Формирование теоретических знаний и практических навыков анализа и синтеза систем автоматического управления, а также освоение методов применения стабилизирующих и оптимальных регуляторов для обеспечения требуемого качества управления.

Планируемые результаты обучения

• Способность анализировать и исследовать компоненты информационно-управляющих систем.
• Умение строить математические модели объектов управления и систем автоматического управления.
• Навыки анализа устойчивости и качества динамических систем.
• Навыки синтеза регуляторов на основе заданных требований к системе управления.

Входные требования

Для успешного освоения дисциплины необходимы знания высшей математики, включая линейную алгебру, дифференциальные уравнения, основы теории функций и вычислительных методов.

Ключевые темы

1. Математическое описание систем управления: модели непрерывных и дискретных систем, представление «вход–выход» и в пространстве состояний, импульсные и переходные характеристики, преобразование Лапласа, передаточные функции и матрицы, частотные характеристики, основы нелинейных систем и систем с распределёнными параметрами.
2. Анализ устойчивости систем автоматического управления: понятие устойчивости и её виды, линеаризация нелинейных систем, функции Ляпунова и прямой метод Ляпунова, корневые и алгебраические критерии устойчивости, частотные критерии устойчивости, основы теории абсолютной устойчивости.
3. Синтез систем автоматического управления: синтез следящих и стабилизирующих систем, управляемость и наблюдаемость, модальный синтез, оптимальное управление, основы синтеза наблюдателей состояния, элементы синтеза дискретных систем управления.

Формат и трудоёмкость

• Общая трудоёмкость дисциплины: 216 академических часов (6 зачётных единиц).
• Лекции: 60 часов.
• Практические занятия: 21 час.
• Самостоятельная работа студентов: 61 час.
• Лабораторные работы не предусмотрены.

Практика и задания

В рамках курса выполняются расчётно-графические задания и курсовая работа. Практические задания направлены на закрепление теоретического материала и формирование навыков анализа и синтеза систем автоматического управления на основе математических моделей реальных технических объектов.

Контроль и оценивание

• Текущий контроль осуществляется в форме расчётно-графической работы и курсовой работы.
• Промежуточная аттестация проводится в форме экзамена.

Программные средства

Для выполнения расчётов и моделирования рекомендуется использование современных вычислительных пакетов и сред математического моделирования.

Рекомендуемая литература

• Козлов В.Н., Куприянов В.Е., Шашихин В.Н. Теория автоматического управления.
• Шашихин В.Н. Современные проблемы теории автоматического управления.