Дисципліна: Сучасна теорія управління

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 180 (6)

Мета навчальної дисципліни: надання майбутнім фахівцям знань з теоретичних основ класичної теорії автоматичного управління, основ сучасної теорії управління (орієнтованої на реалізацію сучасними комп’ютерними засобами) та практичних навичок із аналізу та побудови систем управління технологічними процесами.

Результати навчання за навчальною дисципліною:

вміти:

- виконувати аналіз як усього об’єкта, що досліджується, так і його складових (виконувати декомпозицію системи управління);

- за результатами аналізу виконувати синтез системи управління складними об’єктами;

- проводити експериментальні дослідження об’єктів управління;

- виконувати статистичний аналіз даних, що отримуються за результатами цих досліджень.

Зміст дисципліни (тематика):

1. Основи проектування систем управління.

1.1. Основні поняття теорії управління.

Основні закони управління. Основні схеми управління. Управління за відхиленням. Управління за збуренням.

1.2. Автоматизоване проектування систем управління.

Сутність процесу проектування. Автоматизація проектування. Системи автоматизованого синтезу.

1.3. Синтез пристроїв спостереження.

Принципи побудови. Спостерігачі повної розмірності. Спостерігачі пониженої розмірності. Естіматор для одновимірного об’єкту. Модальні регулятори.

2. Основи теорії управління.

2.1. Принципи регулювання і управління. Класифікація динамічних систем. Статика автоматичних систем. Динамічні режими автоматичних систем.

Поняття про передаточну функцію лінійних систем.

2.2. Типові лінійні ланцюги та їхні характеристики.

Класифікація ланцюгів. Інерційні ланцюги першого та другого порядків. Консервативні ланцюги. Диференціюючі ланцюги. Немінімально-фазові ланцюги. Ланцюги із запізненням.

2.3. Структурні схеми. Передаточні і частотні функції.

Правила перетворення структурної схеми. Послідовне з’єднання ланцюгів. Паралельне з’єднання ланцюгів. Ланцюги із оберненими зв’язками.

2.4. Стійкість лінеаризованих систем.

Методи визначення стійкості. Алгебраїчні критерії стійкості. Критерій Рауса. Критерій Гурвіца. Частотні критерії стійкості.

3. Управління процесами із зосередженими параметрами.

3.1. Аналіз лінійних систем управління.

Аналіз систем на основі перетворення Лапласа.

Лінійне управління з оберненим зв’язком. Векторні випадкові процеси. Формулювання задач управління. Замкнені регулятори.

3.2. Оптимальне управління.

Необхідні умови оптимальності. Оптимальне управління з оберненим зв’язком для лінійних систем за квадратичним критерієм.

3.3. Синтез оптимальних лінійних систем за квадратичним критерієм.

Синтез систем, оптимальних за мінімумом енергії. Задача про регулятор стану. Задача про регулятор виходу.

4. Розробка алгоритмів оптимального управління.

Матричне рівняння Ріккаті. Розв’язання матричного рівняння Ріккаті. Розв’язання рівняння станів.

4. Управління системами з розподіленими параметрами.

4.1. Управління з оберненим зв’язком для лінійних систем.

Гіперболічні системи першого порядку.

4.2. Оптимальне управління системами з розподіленими параметрами.

Постановка задачі. Необхідні умови оптимальності. Алгоритми реалізації.

Види робіт: лекційні заняття, лабораторні заняття, модульні контрольні роботи, самостійна робота студентів.