Рассмотрены основные методы аналитического моделирования типовых тепловых объектов. Приведены методики вывода дифференциальных уравнений в частных производных, получения передаточных функций по температурным каналам и алгоритмы расчета частотных характеристик. Представлены алгоритмы для численного анализа динамического поведения таких механических систем как тяжелая цепь с грузом на конце (проведено изучение ее поперечных колебаний) и набивная свая, находящаяся в грунте. Проанализированы ее продольные колебания для выявления различных дефектов и их локализации. Исследованы динамические характеристики проточного датчика плотности жидкости и транспортера-расходомера.

Рассмотрены компьютерные алгоритмы вычисления биноминальных коэффициентов, чисел Фибоначчи, сумм бесконечных рядов. Представлены алгоритмы анализа одномерных массивов. Продемонстрирован широкий спектр операций над полиномами. Рассмотрены задачи, связанные с использованием двумерных числовых массивов, в частности, решение систем линейных алгебраических уравнений, интерполирование и сглаживание, аппроксимация полиноминальными и дробно-рациональными зависимостями.

Рассмотрено использование преобразования Лапласа для исследования линейных аналоговых автоматических систем. На примере элементарных динамических звеньев произведен расчет переходных и частотных характеристик элементов систем. Созданы и проанализированы аналитические модели типовых технологических объектов, которые рассматриваются как элементы систем с сосредоточенными параметрами. Приведены алгоритмы пересчета одних способов задания динамических характеристик в другие. Данные алгоритмы реализованы в виде подпрограмм и демонстрационно-отладочных программ на "Турбо Паскале".

Рассмотрены базовые алгоритмы численного анализа: суммирования, умножения, деления полиномов и степенных рядов, вычисления корней полиномов, операции над числовыми массивами, решения систем линейных алгебраических уравнений, интерполирования и сглаживания, в частности с использование мубических сплайнов. Особое внимание уделено алгоритмическому языку Turbo Pascal, проблемам запоминания и воспроизведения изображения, оформлению графиков и годографов, оцифровке шкал, визуализации результатов расчетов.

Рассмотрен инженерный метод оптимизации параметров ПИ регулятора для объекта управления второго порядка с запаздыванием. Для оптимизации системы управления (СУ) предложен интегральный критерий качества с минимизацией управляющего воздействия. Критерий качества отличается от существующих корректным учетом управляющего воздействия на технологический процесс, что позволяет минимизировать расход материальных и/или энергетических ресурсов. Используя методы теории оптимизации, численно подтверждено унимодальность предложенного критерия качества для задач оптимальной настройки регулятора. Для одноконтурной СУ численно определена функциональная взаимосвязь оптимальных параметров регулятора от динамических свойств объекта управления. Проведено сравнение результатов моделирования переходных процессов в СУ с использованием предложенных формул и численной оптимизации. Расчетные формулы отличаются от существующих простой структурой, высокой точностью поиска оптимальных параметров регулятора по каналу возмущения, обеспечивают эффективное управление и могут применяться для настройки аналоговых и цифровых САУ в широком диапазоне динамических свойств объекта управления. Полученные расчетные формулы рекомендуется применять специалистам по автоматизации для проектирования СУ и оптимизации существующих.

Решена задача преодоления недостатков систем управления, связанных с наличием инерционности и статической нелинейности исполнительных устройств. Рассмотрены системы каскадного управления, где в качестве исполнительного устройства используется вспомогательный контур стабилизации расхода, который уменьшает негативное влияние инерционности и нелинейности регулирующего клапана. Предложен алгоритм цифрового управления, который в сигнале регулирования учитывает статические и динамические свойства исполнительного устройства. Проведено исследование работы описанных контуров управления. Исходя из результатов видно, что рассмотренные методы компенсации негативных свойств регулирующих клапанов уменьшают перерегулирование и длительность переходных процессов в реальных системах управления.