Учебное пособие содержит основные разделы теории нелинейных систем, входящие в программу ВТУЗов. Подробно изложены широко применяемые на практике метод фазовой плоскости и метод гармонической линеаризации, приводится характеристика методов точечного преобразования и припасовывания. Основной упор сделан на выявлении основных особенностей динамического поведения нелинейных систем (автоколебания, скользящий процесс, логическое управление, переменная структура и т. п.). Значительное внимание уделяется коррекции нелинейных систем. Даются основные понятия о самонастраивающихся системах, Для студентов ВТУЗов, а также для инженеров — проектировщиков автоматических систем.

Изложены математические методы описания и анализа нелинейных детерминированных и стохастических систем, а также алгоритмы синтеза оптимальных систем управления и наблюдения. В частности, впервые в учебной литературе приведены алгоритмы анализа стохастических систем с применением спектрального преобразования, синтеза оптимального управления при неполной информации и конечномерных фильтров оптимальной структуры. Предназначено для студентов и аспирантов инженерно-технических и авиационных специальностей вузов.

В учебном пособии приведены современные методы анализа и проектирования нелинейных систем автоматического управления. Основное внимание уделяется теории гладких систем и ее разделов, ориентированных на решение задач синтеза и недостаточно представленных в существующей литературе. Изучаются особенности нелинейной динамики, понятия и методы современной теории устойчивости. Обсуждаются вопросы преобразования нелинейных систем, точной линеаризации и аппроксимации, а также подходы к решению задач анализа и проектирования нелинейных систем с помощью методов линейной теории. Вводятся понятия управляемости и изучаются методы локальной стабилизации нелинейных объектов, а также вопросы управления каскадными системами. Рассматриваются методы согласованного управления многоканальными системами и решения траекторных задач, проблемы оптимизации и методы синтеза оптимальных систем управления. В книгу включен цикл практических занятий - практикум, основное содержание которого составляют модельные (компьютерные) эксперименты, ориентированные на наглядное подтверждение изучаемых концепций и приобретение навыков синтеза нелинейных и оптимальных систем. Пособие предназначено как для начального ознакомления с предметом, аппаратом и языком современной теории нелинейных систем, так и для углубленной подготовки. Может быть использовано студентами технических университетов при освоении соответствующих разделов теории автоматического управления, а также аспирантами и научными работниками, специализирующимися в области нелинейной динамики.

To take full advantage of the potential of modern digital control systems, this text demonstrates how to design high-performance model-based controllers using techniques extensively tested in an industrial context. Implementation issues are considered and applications illustrate the effective use of the techniques proposed. Several recent methodological developments in control design and system identification: robust digital control design using sensitivity function shaping; plant identification in closed loop operation; and reduction of controller complexity are covered, as is state space representation. The text of Digital Control Systems is enhanced by the use of software illustrating the various concepts and algorithms and gives a feeling for the phenomena, discussed. Graduate students in digital control will find this text helpful in learning the essential techniques of computer-based control while the additional material will make the tutor’s tasks of teaching and preparation quicker and easier.

Almost all process systems are nonlinear in nature. Nonlinear control is traditionally an area of interest in process systems engineering which is of great practical importance. These facts notwithstanding, many process engineers have difficulty with the paradigms and results of modern nonlinear control theory because they lack the mathematical background usually associated with such methods or because of their computational difficulty and small-scale applicability in the general case. Analysis and Control of Nonlinear Process Systems overcomes these barriers. Features: • The necessary mathematical preliminaries for readers from a process engineering background. • Constant reference to the widely-known finite-dimensional linear time-invariant continuous case as a basis for extension to the nonlinear situation. • The most promising theories and analytical methods for nonlinear process control laid out clearly and straightforwardly with exercises to reaffirm the techniques as they are taught. • Emphasis on the importance of process knowledge and first-principles-based models in obtaining feasible and effective solutions in particular circumstances from general cases. • Illustration of applications with simple examples and case studies. Analysis and Control of Nonlinear Process Systems will interest graduate process engineers wishing to study advanced control methods either with a view to further research or application in industry as well as to academics seeking to move process control courses into more complicated but up-to-date territory. It will also be a great assistance to those in their senior undergraduate years who will form the next generation of industrial process engineers and need unfussy access to the most modern nonlinear control ideas.