Програма по дисциплината: теория на управлението I код от учебния план съгласно естк: bie 32 Брой кредити

УТВЪРЖДАВАМ

Декан : ....................................

/ доц. д-р инж. Т. Ташев /

УЧЕБНА ПРОГРАМА

Знанията и уменията по Теория на управлението създават предпоставки за многостранна реализация на инженерите от различните професионални направления при изграждането на системи за управление на технически обекти, както и при изследването и проектирането на динамиката и процесите на управление в сложни системи с различна природа – технически, икономически, биологически и др.

• 
  разбира и ползува основния понятиен апарат;
  
• 
  определя предавателни функции, описания в пространството на състоянието, времеви и честотни характеристики, показатели на качеството на непрекъснати и дискретни системи за управление, и да анализира основните им свойства: устойчивост, управляемост, наблюдаемост, и др.
  
• 
  синтезира системи за управление и управляващите им устройства (контролери) с използуване на различни методи и критерии;
  
• 
  използува програмната среда MATLAB за анализ и синтез на системи за управление.
  

1. 
   Увод. Основни понятия – система, система за управление, принципи на изграждане, класификация. Задачата за управление 1 ч.
   
2. 
   Математическо описание на системите за управление – диференциални уравнения, линеаризация, изображения на Лаплас, предавателни функции. Системи от първи и от втори ред. Описание с блокови схеми. Преобразуване на блокови схеми 1,5ч.
   
3. 
   Уравнение на състоянието. Диаграма на състоянието. Предавателна функция. Решаване на уравнението на състоянието 3 ч.
   
4. 
   Времеви характеристики. Типови входни сигнали и времеви характеристики. Показатели на качеството на преходния процес. Характеристики на динамични звена от първи и втори ред. Грешка в установен режим 2 ч.
   
5. 
   Честотни характеристики – амплитудно-честотни и фазово-честотни, амлитудно-фазови, логаритмични характеристики. Честотни характеристики на системи от първи, втори и по-висок ред. Показатели на качеството на преходния процес в честотната област 2 ч.
   
6. 
   Устойчивост на системите за управление. Алгебрични критерии за устойчивост. Критерий на Раус – Хурвиц 1,5ч.
   

7. 
   Честотни критерии за устойчивост. Критерии на Найквист и Боде. Запас на устойчивост по модул и фаза 2 ч.
   
8. 
   Ходограф на корените - метод на построяване, свойства, използуване в задачи за анализ на системи за управление 2 ч
   
9. 
   Дискретни системи. Описание на дискретните сигнали. Дискретизиращо устройство с екстраполатор от нулев и по-висок ред. Z – преобразувание 3 ч.
   
10. 
    Обратно Z – преобразувание. Дискретни предавателни функции на отворената и затворената системи. Амплитудно - фазови характеристики 2,5ч.
    
11. 
    Връзка между z - изображенията и диференчните уравнения. Критерий за устойчивост на Раус- Хурвиц. Честотни характеристики 2 ч
    

12. 
    Описание на линейните системи в пространство на състоянията. Предавателна матрица на система. Преобразувания на състоянието. 2ч.
    
13. 
    Решение на уравненията на състоянието. Преходна матрица на състоянието. Изчисляване на преходната матрица посредством диагонализация и привеждане в Жорданова форма. 2 ч.
    
14. 
    Управляемост и наблюдаемост. 2 ч.
    
15. 
    Канонични форми. Дуалност и дуални системи. 2 ч.
    
16. 
    Анализ на устойчивостта. Устойчивост по Ляпунов. Матрично уравнение на Ляпунов (втори метод на Ляпунов). 3 ч.
    
17. 
    Синтез при зададени полюси. Необходими условия за произволно разполагане на полюсите. Методи за синтез при зададени полюси за едновходови и многовходови системи. 2,5ч.
    
18. 
    Наблюдатели на състоянието. Наблюдатели от пълен ред. Наблюдатели от понижен ред. Реализация на линейни закони за управление с помощта на наблюдатели. . 2 ч.
    
19. 
    Линейно-квадратична оптимизация. Матрично уравнение на Рикати. Методи за решаването на уравнението на Рикати. 3 ч.
    
20. 
    Въведение в нелинейните системи за управление. Метод на фазовата равнина.
    Метод на описващите функции. 4 ч.
    

1. 
   Динамична система от първи ред - апериодично и интегриращо звено. Времеви и честотни характеристики 3 ч.
   
2. 
   Динамична система от втори ред. Времеви и честотни характеристики 3 ч.
   
3. 
   Устойчивост на затворена система – честотни критерии. 3 ч.
   
4. 
   Право и обратно преобразувание на Лаплас 2 ч.
   
5. 
   Честотни характеристики. Запаси на устойчивост по модул и фаза 2 ч.
   
6. 
   Определяне на Z- изображения, обратно Z-преобразувание и дискретни предавателни функции 2 ч.
   
7. 
   Въведение в MATLAB 4 ч.
   
8. 
   Оценка на качеството на системи 2 ч.
   
9. 
   Решаване на уравнението на състоянието. 3 ч.
   
10. 
    Анализ на устойчивостта 2 ч.
    
11. 
    Синтез при зададени полюси 2 ч.
    
12. 
    Синтез на оптимална система при квадратичен критерий на качеството 2 ч.
    

1. 
   Получаване на уравнението на състоянието 2 ч.
   
2. 
   Анализ на управляемостта и наблюдаемостта 2 ч.
   
3. 
   Привеждане в канонични форми. 2 ч.
   
4. 
   Анализ на устойчивостта в пространство на състоянията 2 ч.
   
5. 
   Синтез при зададени полюси 2 ч.
   
6. 
   Синтез на наблюдател на състоянието 2 ч.
   
7. 
   Синтез на оптимална система при квадратичен критерий на качеството 3 ч.
   

Преподавателите по дисциплината следва да имат научна специалност от направления 02.21.01 Теория на автоматичното управление или 02.21.10 Приложение на принципите и методите на кибернетиката в различни области на науката.

Титуляр на учебната дисциплина е доц. д-р Камен Перев с научна специалност 02.21.01 «Теория на автоматичното управление». Научни интереси: линейни системи, нелинейни системи, робастно управление. Член на Съюза по Автоматика и информатика към ФНТС. За контакти: тел. 965 24 52; kperev@tu-sofia.bg

Проф. дтн Любомир Колев с научна специалност 02.21.01 “Теория на автоматичното управление”, 02.04.01 “Теоретична електротехника”. Научни интереси: линейни вериги и системи, нелинейни вериги и системи, оптимално управление, интервален анализ, глобална оптимизация. Старши член на IEEE. Член на Съюза по Автоматика и информатика към НТС. За контакти: тел. 965 33 95; lkolev@tu-sofia.bg

Гл. ас. д-р Александър Ищев с научна специалност 02.21.01 «Теория на автоматичното управление». Научни интереси: Робастно, оптимално и адаптивно управление, размити системи, невронни мрежи, диагностика и управление при неизправности. Член на Съюза по Автоматика и информатика към ФНТС. За контакти: тел. 965 24 20; ichtev@tu-sofia.bg

Ас. д-р Андрей Йончев с научна специалност 02.21.01 «Теория на автоматичното управление». Научни интереси: Робастно и оптимално управление. Числени методи в теория на управлението. Член на Съюза по Автоматика и информатика към ФНТС. За контакти: тел. 965 24 52; ajonchev@mail.bg

1. 
   KUO, B., and F. GOLNARAGHI, Automatic Control Systems, 8th ed., John Wiley & sons, N.Y., 2003.
   
2. 
   SCHWARZENBACH, J., and K. F. GILL - System Modelling and Control, 3rd ed., Edward Arnold, 1992.
   
3. 
   DORF, R. C. Modern Control Systems. 6th ed. Addison - Wesley, 1992.
   
4. 
   SZIDAROVSZKY, F., and A. TERRY BAHILL. Linear System Theory. CRC Press, Boca Raton, 1992.
   
5. 
   GATEV, G., and K. PEREV. Control Theory. Laboratory Manual, 2^nd ed., Technical University - Sofia, 2006.
   

6. 
   FRANKLIN, G. F., J. D. POWELL, and A. EMAMI – NAEINI. Feedback Control of Dynamic Systems. Addison-Wesley, 1991.
   
7. 
   ANDERSON, B. D. O., and J. B. MOORE. Optimal Control. Linear Quadratic Methods, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1990.
   
8. 
   KAILATH, T. Linear Systems, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1990.
   
9. 
   OGATA, K. System Dynamics, 2nd ed. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1990.
   
10. 
    PETKOV, P. Hr., N. D. CHRISTOV, and M. M. KONSTANTINOV. Computational Methods for Linear Control Systems, Prentice-Hall, Hemel Hempstead, 1991.
    
11. 
    ИЩЕВ, К.. Теория на управлението (част 1). ТУ (Деликом) –София, 2004
    
12. 
    ИЩЕВ, А., Т. ПУЛЕВА. Теория на управлението (част 1). Ръководство за лабораторни упражнения. ТУ-София, 2005
    

Лаборатория със физически макети, измервателна техника и компютърен клас с учебен софтуер, с възможности за работа на двама студенти на едно работно място.

Постигането на поставената цел на обучението се контролира текущо, чрез писмен тест с продължителност три часа и половина в края на четвърти семестър и писмен изпит с продължителност три часа и половина в края на пети семестър. Крайната оценка по дисциплината се формира като сума от оценките за лабораторните упражнения от четвърти и пети семестри - до 10 точки за всеки семестър, и от резултатите от писменият тест и от писмения изпит – до 40 точки за всеки от тях.

Оценка Отличен (6) се получава при брой на точките в интервала от 70 до 100;

Оценка Много добър (5) се получава при брой на точките в интервала от 60 до 69;

Оценка Добър (4) се получава при брой на точките в интервала от 50 до 59;

Оценка Среден (3) се получава при брой на точките в интервала от 40 до 49;

Оценка Слаб (2) се получава при брой на точките в интервала от 0 до 39.

Оценките от двете части на курса се определят и съхраняват с точност до втория знак след десетичната запетая .
5.3 Схема за образуване на крайната оценка в съответствие с т.5.1 и 5.2

(Проф. д-р Гео Гатев)

(Доц. д-р инж. Т. Ташев)