Обратная связь и управление для всех

Содержание книги "Обратная связь и управление для всех "

Предисловие от издательства
Предисловие
Как и где была написана эта книга
Что ожидать от книги
Как читать эту книгу
Глава 1. Введение
1.1. Обратная связь
1.2. Блок-схемы, системы, входы и выходы
1.3. Еще о блок-схемах
1.3.1. Запись музыки
1.3.2. Соединенные резервуары для воды
1.3.3. Выводы
1.4. Обратная связь и динамика
1.4.1. Обратная связь в душе
1.4.2. Акустическая обратная связь
1.4.3. Контроль уровня воды в паровом котле
1.4.5. Производство и роботы
1.4.6. Разработка и синтез обратной связи
1.5. Системы, причинно-следственная связь, стационарность и линейность
1.6. Модели
1.6.1. Моделирование
1.6.2. Объединение систем
1.7. Базовый контур управления
1.8. Построение схемы управления
1.9. Заключительные замечания
1.10. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 2. Аналогии
2.1. Введение и обоснование
2.2. Сигналы и их графическое представление
2.3. Сигналы и аналогии
2.4. Примеры систем
2.4.1. Разогрев духовки
2.4.2. Заполнение кухонной раковины
2.4.3. Зарядка конденсатора
2.4.4. Компьютерный алгоритм
2.6. Дискретное или непрерывное время
2.7. Системы-аналоги
2.8. Объединение систем и разделение распределенных систем
2.9. Колебания
2.9.1. Обмен энергией
2.9.2. Системный взгляд
2.10. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 3. Наглядно про обратную связь и управление
3.1. Введение и обоснование
3.2. Производство керамической плитки
3.3. Системы самотечного орошения
3.4. Конструкция сервопривода радиоастрономической антенны
3.5. Простые автоматы
3.6. Гомеостаз
3.7. Социальные системы
3.7.1. Простые структуры управления
3.7.2. Другие подходы к управлению
3.8. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 4. Анализ сигналов
4.1. Введение и обоснование
4.2. Сигналы и классы сигналов
4.2.1. Сигналы, определенные с помощью математических алгоритмов
4.2.2. Периодические сигналы
4.2.3. Стохастические (случайные) сигналы
4.2.4. Хаотические сигналы
4.3. Преобразование сигналов
4.4. Измерение сигнала
4.4.1. Величина сигнала
4.4.2. Дискретизация сигнала
4.4.3 Выборка периодических сигналов: проблема сглаживания
4.5. Обработка сигналов
4.6. Запись и воспроизведение
4.6.1. Запись и воспроизведение речи
4.7. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 5. Системы и модели
5.1. Введение и обоснование
5.2. Системы и их модели
5.2.1. От сигнала к модели системы
5.2.2. От системы к модели
5.2.3. Классы моделей
5.3. Объединение систем
5.4. Упрощающие допущения
5.5. Некоторые базовые системы
5.5.1. Линейный коэффициент усиления
5.5.2. Транспортная задержка
5.5.3. Интегратор
5.5.4. Интегратор в контуре обратной связи
5.6. Линейные системы
5.6.1. Линейные операторы
5.6.2. Расчет блок-схем для линейных систем
5.7. Системный анализ
5.7.1. Время отклика
5.7.2. Частотная область
5.7.3. Каскадно подключенные системы
5.7.4. Последовательные интеграторы с обратной связью
5.8. Синтез линейных систем
5.9. Описание пространства состояний линейных систем
5.10. Несколько слов о системах дискретного времени
5.11. Нелинейные модели
5.12. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 6. Устойчивость, чувствительность и робастность
6.1. Введение и обоснование
6.2. Некоторые примеры
6.3. Устойчивость автономных систем
6.4. Линейные автономные системы
6.4.1. Общие линейные автономные системы в дискретном времени
6.4.2. Непрерывное время, линейная система
6.4.3. Изучение устойчивости
6.5. Нелинейные системы: устойчивость по Ляпунову
6.5.1. Первый метод Ляпунова
6.5.2. Энергия и устойчивость: второй метод Ляпунова
6.6. Неавтономные системы
6.6.1. Линейные системы
6.6.2. Нелинейные системы
6.6.3. Устойчивость вход–состояние при каскадном соединении
6.7. За пределами равновесия
6.7.1. Предельные циклы и хаос
6.8. Чувствительность
6.8.1. Робастность
6.8.2. Вычисление чувствительности
6.8.3. Общий подход
6.8.4. Чувствительность к изменениям динамики системы
6.8.5. Измерения чувствительности
6.9. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 7. Обратная связь
7.1. Введение и обоснование
7.2. Внутренняя обратная связь
7.3. Обратная связь и неопределенности моделей
7.4. Стабилизация и регулирование системы
7.4.1. ISS и системы обратной связи
7.4.2. Линейные системы с обратной связью
7.4.3. Критерий устойчивости Найквиста
7.4.4. Интегратор с задержкой и отрицательной обратной связью
7.5. Устранение влияния помех
7.5.1. Обратная связь по шуму
7.6. Управление с двумя степенями свободы
7.7. Проектирование обратной связи
7.8. Обсуждение
7.9. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 8. Подсистема управления
8.1. Введение и обоснование
8.2. Информационный поток
8.3. Цели управления
8.4. Разомкнутый контур
8.5. Замкнутый контур
8.6. Другие структуры управления
8.6.1. Управление 2DoF
8.6.2. Каскадное управление
8.6.3. Выборочный контроль
8.6.4. Системы обратного отклика
8.7. Распределенное и иерархическое управление
8.8. Совместное проектирование процессов и систем управления
8.8.1 Управление с масштабированием процесса
8.8.2. Перепроектирование процесса
8.9. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 9. Компоненты подсистем управления
9.1. Введение и обоснование
9.2. Датчики и системы сбора данных
9.2.1. Измерительные преобразователи
9.2.2. Программные датчики
9.2.3. Коммуникация и создание сетей
9.2.4. Сети датчиков и исполнительных устройств
9.3. Контроллер
9.3.1. Автоматы и программируемые логические контроллеры (ПЛК)
9.3.2. Релейное управление
9.3.3. Непрерывное регулирование: ПИД
9.4. Контроллеры на компьютерной основе
9.5. Исполнительные устройства
9.5.1. «Умные» исполнительные устройства
9.5.2. Спаренные исполнительные устройства
9.6. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 10. Проектирование управления
10.1. Введение и обоснование
10.2. Разработка системы управления
10.3. Местное управление
10.3.1. Логическое управление на основе событий
10.3.2. Следящее регулирование
10.3.3. Взаимодействие
10.4. Адаптация и обучение
10.4.1. MRAS: MIT-правило
10.4.2. Самонастройка
10.4.3. Планирование усиления
10.4.4. Обучаемые системы
10.5. Надзор
10.6. Оптимизация
10.6.1. Управление головкой чтения/записи жесткого диска
10.6.2. Модель прогнозирующего управления
10.7. Общие замечания
10.8. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 11. Польза управления
11.1. Введение
11.2. Медицинские приложения
11.3. Домашняя автоматизация
11.4. Промышленные приложения
11.4.1. Безопасность и надежность
11.4.2. Энергетическая, материальная или экономическая эффективность
11.4.3. Устойчивость
11.4.4. Более эффективное использование инфраструктуры
11.4.5. Допустимое поведение
11.4.6. Некоторые области применения
11.5. Социальные риски
11.6. Дополнительное чтение и обсуждение
Глава 12. Взгляд в будущее
12.1. Введение
12.2. От аналоговых контроллеров к распределенному и сетевому управлению
12.2.1. Встроенные системы управления
12.2.2. Сетевые системы управления
12.2.3. Киберфизические системы
12.3. От автоматических манипуляторов к человекоподобным роботам
12.3.1. Вызов гуманоидов
12.3.2. Системы «ведущий–ведомый»
12.4. Искусственный интеллект в управлении
12.4.1. Интеллектуальная окружающая среда
12.4.2. Агенты
12.5. Системы и биология
12.5.1. Моделирование биосистем
12.5.2. Биомиметика
12.5.3. Бионика
12.5.4. Биокомпонентные системы
12.5.5. Белок и наноразмерная биохимическая инженерия
12.6. Дополнительное чтение и обсуждение
Литература
Предметный указатель