Аннотация
В книге изложены результаты исследований нелинейных механических систем с дефицитом управляющих воздействий, представлена универсальная методика для оценки управляемости и устойчивости подобных систем. Приведены результаты имитационного моделирования целого ряда известных механических систем с дефицитом управляющих воздействий. Книга будет полезна студентам, инженерам и научным работникам, интересующимся вопросами управления техническими системами и динамикой механических систем, а также может использоваться в качестве учебного пособия для магистрантов группы направлений 220000 «Автоматика и управление» и аспирантов.
Содержание
Предисловие
ГЛАВА 1. Введение
1.1. Наши мотивы
1.2. Структура книги
ГЛАВА 2. Предварительные теоретические сведения
2.1. Устойчивость по Ляпунову
2.2. Пассивность и диссипативность
2.3. Обеспечение устойчивости
2.4. Неголономные системы
2.5. Системы с ограниченной подвижностью
2.6. Гомоклинная орбита
ГЛАВА 3. Система «тележка — перевернутый маятник»
3.1. Введение
3.2. Построение модели
3.3. Пассивность перевернутого маятника
3.4. Управляемость линеаризованной модели
3.5. Стабилизирующий закон управления
3.6. Анализ устойчивости
3.7. Результаты имитации
3.8. Результаты экспериментов
3.9. Выводы
ГЛАВА 4. Система «подъемный кран»
4.1. Введение
4.2. Модель
4.3. Пассивность системы
4.4. Закон управления, вызывающий затухание колебаний
4.5. Результаты имитационного моделирования
4.6. Заключительные замечания
ГЛАВА 5. Система «робот-маятник»
5.1. Введение
5.2. Динамика системы
5.3. Пассивность робота-маятника
5.4. Линеаризация системы
5.5. Закон управления для верхнего положения
5.6. Анализ на устойчивость
5.7. Результаты имитации
5.8. Результаты экспериментов
5.9. Выводы
ГЛАВА 6. Маятник Фурута
6.1. Введение
6.2. Построение модели системы
6.3. Управляемость линеаризованной модели
6.4. Алгоритм стабилизации
6.5. Анализ на устойчивость
6.6. Результаты имитационного моделирования
6.7. Выводы
ГЛАВА 7. Маятник с реактивным колесом
7.1. Введение
7.2. Маятник с реактивным колесом
7.3. Построение первого управления, основанного на энергии
7.4. Вторая система управления, основанная на энергии
7.5. Результаты имитации
7.6. Выводы
7.7. Обобщение для систем Эйлера-Лагранжа
ГЛАВА 8. Плоский робот с шарнирными сочленениями
8.1. Введение
8.2. Плоский двухзвенный робот
8.3. Закон управления для двухзвенного манипулятора
8.4. Анализ на устойчивость
8.5. Результаты имитационного моделирования
8.6. Плоский трехзвенный робот
8.7. Закон управления для трехзвенного робота
8.8. Анализ на устойчивость
8.9. Результаты имитаций
8.10. Выводы
ГЛАВА 9. Плоский манипулятор ППВ
9.1. Введение
9.2. Динамика системы
9.3. Закон управления, обеспечивающий устойчивость (энергетический подход)
9.4. Сходимость и анализ на устойчивость
9.5. Результаты имитационного моделирования
9.6. Выводы
ГЛАВА 10. Шар и действующая на него качающаяся балка
10.1. Введение
10.2. Динамическая модель
10.3. Закон управления
10.4. Результаты имитационного моделирования
10.5. Выводы
ГЛАВА 11. Модель судна на воздушной подушке
11.1. Введение
11.2. Модель судна на воздушной подушке
11.3. Стабилизирующий закон управления для скорости
11.4. Стабилизация положения
11.5. Результаты имитационного моделирования
11.6. Выводы
ГЛАВА 12. Плоские летательные аппараты с вертикальным взлетом и посадкой (PVTOL)
12.1. Введение
12.2. Модель летательного аппарата PVTOL
12.3. Линеаризация входа-выхода системы
12.4. Второй подход к стабилизации
12.5. Третий алгоритм стабилизации
12.6. Закон управления с переадресацией
12.7. Результаты имитационного моделирования
12.8. Выводы
ГЛАВА 13. Вертолет на платформе
13.1. Введение
13.2. Общие соображения
13.3. Модель «вертолет-платформа»
13.4. Диссипативные свойства модели с 3 степенями свободы
13.5. Построение системы управления
13.6. Результаты имитационного моделирования
13.7. Выводы
ГЛАВА 14. Лагранжева модель вертолета
14.1. Введение
14.2. Модель вертолета
14.3. Построение системы управления, основанной на энергии
14.4. Анализ и имитации
14.5. Выводы
ГЛАВА 15. Ньютонова модель вертолета
15.1. Введение
15.2. Построение модели вертолета с использованием законов Ньютона
15.3. Новая модель динамики, необходимая для построения системы управления
15.4. Построение следящего управления, основанное на идеях Ляпунова
15.5. Анализ
15.6. Имитации
15.7. Выводы
Литература
Предметный указатель