Учебное пособие соответствует программам дисциплин «Теория автоматического управления», «Управление механическими системами», «Теоретические основы управления». Содержит основные теоретические сведения о методах синтеза оптимального управления динамическими системами. Проанализированы различные методы синтеза программных (разомкнутых) и замкнутых (c обратной связью) систем управления сложными объектами. Рассмотрены примеры численного решения задач оптимизации управляемого движения механического объекта в MATLAB и SIMULINK. Приведены методические рекомендации для выполнения лабораторных работ по синтезу оптимальных систем управления с применением пакета MATLAB. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 15.03.03 «Прикладная механика», 15.03.06 «Мехатроника и робототехника» и другим специальностям в областях машиностроения, механики, робототехники и систем управления техническими объектами.

The training manual corresponds to the curricula of the disciplines “Automatic Control Theory”, “Control of Mechanical Systems”, “Theoretical Fundamentals of Control”. The manual contains basic theoretical information about the methods of synthesis of optimal control of dynamic systems. The authors analyze various methods of synthesis of program (open-loop) and closed-loop (with feedback) control systems for complex objects. The training manual considers examples of numerical solutions to optimization problems of controlled motion of a mechanical object in MATLAB and SIMULINK. It provides methodological guidelines for laboratory work on the synthesis of the optimal control systems using MATLAB. The manual is intended for students studying in the majors 15.03.03 “Applied Mechanics”, 15.03.06 “Mechatronics and Robotics”, and others in the field of mechanical engineering, mechanics, robotics, and control systems of technical objects.

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. УСЛОВИЕ ОПТИМАЛЬНОСТИ УПРАВЛЯЕМЫХПРОЦЕССОВ В ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
• 1.1. Уравнения Эйлера–Лагранжа
• 1.2. Уравнения Гамильтона
• 1.3. Принцип максимума Понтрягина
• 2. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ
• 2.1. Оптимальное по затратам причаливание судна
• 2.2. Оптимальное по быстродействию причаливание судна
• 2.3. Линейно-квадратичная задача
• 3. ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ
• 3.1. Линейно-квадратичная задачана бесконечном интервале времени
• 3.2. Задача оптимального быстродействиядля объекта второго порядка
• 3.3. Оптимизация ПИД-регуляторов в MATLAB и Simulink
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
• ПРИЛОЖЕНИЯ