کتاب مهندسی سیستم های کنترل - برادرانی

کتاب مهندسی سیستم های کنترل تالیف آریاز برادرانی توسط انتشارات آزاده به چاپ رسیده است.

دانش سیستم های کنترل دانش متغیر های اساسی و محاسبات ریاضی برای رسیدن به شرایط مطلوب می باشد. این شاخه در واقع پل ارتباطی مابین رشته مهندسی برق با سایر علوم می باشد که دانشجویان رشته های مهندسی هسته ای، مهندسی مکانیک و مخصوصاً مهندسی برق در دوره های کارشناسی و کارشناسی ارشد ملزم به گذراندن واحدهایی اصلی و اختیاری مرتبط با این درس می باشند. به همین خاطر است که این درس از اهمیت بالایی در کنکور های کارشناسی ارشد برخوردار می باشد.

مباحث سنگین و پیچیده، در عین حال ضروریِ این درس باعث فرار دانشجویان از مطالعه ی این مبحث می شود. اما اینک کتاب "مهندسی سیستم های کنترل" با بیانی شیوا و روان به کمک دانشجویان سال آخر دوره کارشناسی و داوطلبان کنکور کارشناسی ارشد آمده است. توقع می رود که مخاطبین این اثر مطالب ابتداییِ مربوط به سیستم های کنترل را بدانند تا در فهم مباحث این کتاب دچار مشکل نشوند. مخاطبین بعد از مطالعه ی دقیق و حل تست های تألیفی و شناسنامه دارِ این کتاب (نزدیک به 700 تست طبقه بندی شده از کنکور های ارشد سال های اخیر) قادر خواهند بود که در کمتر از سه دقیقه به هریک از سئوالات کنکور پاسخ دهند.

کتاب مذکور متشکل از هفده فصل مجزاست که عبارتند از: 1‐ میسون 2‐ سیستم های کنترل 3‐ محل از صفر ها و قطب ها و تعیین پارامترهای سیستم 4- خطای حالت ماندگار 5‐ تحلیل پاسخ گذرا 6‐ معیار پایداری راوث 7‐ مکان ریشه ها 8‐ حساسیت 9- دیاگرام بُد 10‐ نایکوئیست 11‐ حد فاز و حد بهره 12‐ فضای حالت 13- جبران کننده ها و کنترلر ها 14‐ تعیین تابع تبدیل سیستم های مکانیکی 15‐ مطالب پراکنده و ترکیبی در آزمون ها 16‐ پاسخ پله 17‐ تبدیل لاپلاس.

شایان ذکر است که سؤالات کنکورهای سراسری سال 1391 به بعد در انتهای کتاب با همان ترتیبِ سئوالات کنکور ضمیمه شده اند که برای مرور کلیه ی مطالب بسیار یاری رسان هستند و تمامیِ سئوالات، دارای پاسخ های گویا و تشریحی می باشند.

فهرست

فصل اول: میسون فصل دوم: سیستم های کنترل فصل سوم: محل از صفر ها و قطب ها و تعیین پارامترهای سیستم فصل چهارم: خطای حالت ماندگار فصل پنجم: تحلیل پاسخ گذرا فصل ششم: معیار پایداری راوث فصل هفتم: مکان ریشه ها فصل هشتم: حساسیت فصل نهم: دیاگرام بُد فصل دهم: نایکوئیست فصل یازدهم: حد فاز و حد بهره فصل دوازدهم: فضای حالت فصل سیزدهم: جبران کننده ها و کنترلر ها فصل چهاردهم: تعیین تابع تبدیل سیستم های مکانیکی فصل پانزدهم: مطالب پراکنده و ترکیبی در آزمون ها فصل شانزدهم: پاسخ پله فصل هفدهم: تبدیل لاپلاس

برشی از متن کتاب

فصل ششم: معیار پایداری راوث پایداری سیستم های کنترل در سیستم های کنترل خطی، پایداری را می توان از روی موقعیت قطب ها تابع تبدیل حلقه بسته سیستم در صفحه مختلط s  مشخص کرد. اگر قطب ها همگی در نیمه راست صفحه مختلط  s (سمت راست محور jw) باشند، سیستم اساساً ناپایدار است. لذا وجود چنین قطب هایی در نیمه راست محور jw  مجاز نیست. اما اگر تمامی قطب‌ های تابع تبدیل حلقه بسته سمت چپ محور jw قرار گیرند، هر پاسخ گذرایی در نهایت به حالت تعادل خود دست یافته و سیستم پایدار خواهد شد. نکته: پایداری یا نا پایداری یک سیستم، از خواص درونی و ذاتی سیستم هاست و به ورودی،  نوع آن، دامنه آن و ... بستگی ندارد. این معیار ها فقط بر روی پاسخ حالت ماندگار پاسخ تاثیر خواهند گذاشت. پس اگر می‌ خواهیم یک سیستم پایدار باشد، باید سعی کنیم هیچ قطبی در تابع تبدیل حلقه بسته در نیمه راست محور jw یا روی آن قرار نگیرد. توجه: اگر قطبی (قطب ‌هایی) روی محور jw وجود داشته باشد، این قطب ها باعث ایجاد نوساناتی می شوند که دامنه آن ها را نسبت به زمان میرا نخواهد شد (مشخصه یک سیستم نوسانی). در طراحی سیستم های کنترل، باید بتوان رفتار دینامیک سیستم را پیش‌ بینی کرد. از مهم ‌ترین مشخصه ‌های رفتار دینامیک سیستم های کنترل، پایداری آنها است. یعنی باید به طور دقیق مشخص شود که آیا سیستم 《پایدار》 است یا 《ناپایدار》. هنگامی که یک سیستم مستقل از زمان تحت تاثیر نویز باشد ولی خروجی آن در نهایت به حالت تعادل برگردد، این سیستم پایدار است. منظور از حالت تعادل در اینجا، این است که اگر هیچ ورودی یا نویزی به سیستم اعمال نشود، خروجی در همان حالت اولیه باقی بماند. اما اگر سیستم تحت تاثیر نویز باشد و در ضمن خروجی 《همواره》 نوسان کرده یا حالت تعادل خود را از دست بدهد آن سیستم ناپایدار خواهد بود. تعاریف: سیستم پایدار: قطب های تابع تبدیل حلقه بسته در سمت چپ محور jw باشند. سیستم ناپایدار: قطب های تابع تبدیل حلقه بسته در سمت راست محور jw باشند. سیستم پایدار حاشیه ‌ای: چنان چه یک یا چند قطب 《ساده》 تابع تبدیل روی محور موهومی باشند و سایر قطب‌ ها سمت چپ قرار گیرند، پاسخ به صورت نوسانات سینوسی نامیرا خواهد بود که به پایدار حاشیه ‌ای معروف است. یاد آوری: منظور از قطب ساده یعنی تکراری نباشند. سیستم مینیمم فاز (کمینه فاز): اگر تمام صفر ها و قطب های تابع تبدیل سیستم در سمت چپ محور jw باشند، آن سیستم مینیمم فاز خوانده می ‌شود. یعنی در مقایسه با توابع تبدیل سیستم های دیگر با دامنه یکسان دارای کمترین فاز خواهد بود. اگر غیر مینیمم فاز باشد، پاسخ به قسمت منفی هم می رود. اگر سیستم حداقل یک قطب یا صفر در نیمه راست صفحه s داشته باشد، سیستم را نامینیمم فاز می نامیم. سیستم پایدار مشروط: در بسیاری از سیستم ها نمودار مکان ریشه، به سمت راست محور هم کشیده می شود. ...

• به انضمام سوالات طبقه بندی شده کنکورهای کارشناسی ارشد
• نویسنده: آریاز برادرانی
• انتشارات: آزاده