Квазиоптимизация быстродействия асимптотически устойчивых систем управления

Квазиоптимизация быстродействия асимптотически устойчивых систем управления

Автор: Волков, Роман Витальевич

Шифр специальности: 05.13.01

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2005

Место защиты: Ростов-на-Дону

Количество страниц: 227 с. ил.

Артикул: 2947465

Автор: Волков, Роман Витальевич

Стоимость: 250 руб.

Квазиоптимизация быстродействия асимптотически устойчивых систем управления  Квазиоптимизация быстродействия асимптотически устойчивых систем управления 

Введение.
Глава 1. Проблемы и возможности оптимального и квазиоптимального управления динамическими системами.
1.1. Сущность проблемы оптимального управления динамическими системами
1.1.1. Особенности задач оптимизации управляемых динамических систем.
1.1.2. Сущность задачи оптимизации управляемых динамических систем.
1.1.3. Проблема оптимизации быстродействия динамических систем.
1.1.4. Быстродействие как физически обоснованный критерий оптимизации
1.1.5. Проблема учета ограничений на траекторию и управление при оптимизации управления.
1.2. Подходы к решению проблемы оптимального по быстродействию управления динамическими системами.
1.2.1. Проблемы и возможности оптимизации управления методами классического вариационного исчисления.
1.2.2. Принцип максимума Поитрягина
1.3. Квазиоптимизация как практическое решение задачи оптимизации управляемых динамических систем
1.3.1. Причины возникновения методов квазиоптимального управления динамическими системами
1.3.2. Существующие подходы квазиоптимизации, их классификация и основные характеристики
1.3.3. Обзор и анализ методов квазиоптимизации программного управления.
1.3.4. Анализ существующих подходов синтеза квазиоптимального управления в системах с обратной связью.
1.4. Обоснование и формулировка цели исследования
1.5. Выводы по первой главе
Глава 2. Исследование задачи математического моделирования 8 параметрически квазиоптимального быстродействия.
2.1. Постановка задачи 8параметрически квазиоптимального быстродействия
2.1.1. Достоинства и недостатки задачи оптимального быстродействия
2.1.2. Аппроксимационная регуляризация задачи оптимального быстродействия на основе 8параметрической квазиоптимизации .
2.1.3. Постановка задачи синтеза ММ ДС с 8параметрически квазиоп
тимальными собственными движениями
2.2. Анализ задачи аппроксимации разрывных функций оптимальных законов управления
2.2.1. Разрывные функции и их роль в оптимальном управлении.
2.2.2. Переключающие функции
2.2.3. Постановка задачи аппроксимации переключающих функций
2.3. Аппроксимация разрывных функций оптимальных законов управления.
2.3.1. Варианты аппроксимации функции iл
2.3.2. Дробнорадикальная функция.
2.3.3. Функции, основанные на преобразовании Стеклова.
2.3.4. Тригонометрическая и гиперболическая функции.
2.3.5. Варианты аппроксимации ступенчатой функции, их анализ
2.3.6. Итоги
2.4. Математические модели 1го порядка с 8параметрически квазиопгимальным быстродействием решения.
2.4.1. Постановка задачи
2.4.2. Асимптотическая устойчивость квазиоптимальных моделей
2.4.3. Предельное быстродействие квазиоптимальных моделей.
2.5. Выводы по второй главе.
Глава 3. Конструирование асимптотически устойчивых математических моделей е параметрически квазиоптимального быстродействия высокого порядка.
3.1. Особенности постановки задачи 8 параметрически квазиоптимального быстродействия для динамических систем высокого порядка.
3.1.1. Особенности и трудности конструирования квазиоптимальных по быстродействию дифференциальных уравнений высокого порядка.
3.1.2. Требования к аппроксимирующим функциям в задаче квазиоптимального быстродействия для систем высокого порядка
3.1.3. Цель и задачи исследования
3.2. Синтез математической модели Пго порядка с е параметрически квазиоптимальным быстродействием решения прямым преобразованием эталона быстродействия.
3.2.1. Прямое преобразование эталона быстродействия
3.2.2. Асимптотическая устойчивость квазиоптимальной модели
3.2.3. Оценка изменения решений и предельные свойства решений квазиоптимальной модели.
3.2.4. Свойства решений квазиоптимальной модели, обусловленные е
параметрической зависимостью.
3.3. Синтез математической модели Пго порядка с г параметрически квазиоптимальным быстродействием решения аппроксимационным преобразованием эталона быстродействия.
3.3.1. Альтернатива квазиоптимальной математической модели Пго порядка, полученной прямым преобразованием эталона.
3.3.2. Асимптотическая устойчивость квазиоптимальной модели
3.3.3. Оценка изменения решений квазиоптимальной модели
3.3.4. Переходные процессы.
3.4. Синтез математических моделей с упрощенным 8параметрически квазиоптимальным быстродействием решения.
3.5. Перспективы развития подхода 8 парамегрической квазиоптимизации
3.5.1. Учет ограниченной интенсивности при квазиоптимизации быстродействия.
3.5.2. Синтез и предварительный анализ математической модели Шго порядка с е параметрически квазиоптимальным быстродействием решения прямым преобразованием эталона быстродействия.
3.6. Выводы по третьей главе
Глава 4. Синтез 8параметрически квазиоптимальных по быстродействию законов автоматического управления
4.1. Идеология синтеза ЗУ по динамическим эталонам САУ
4.1.1. Предварительные сведения о задаче синтеза САУ
4.1.2. Критериальная стратегия синтеза алгоритмов управления и общая характеристика задачи проектирования САУ
4.1.3. Краткий анализ традиционных инженерных подходов к решению
задачи синтеза САУ.,
4.2. Исследование проблем и возможностей синтеза ММ 8 параметрически квазиоптимальных по быстродействию ДС.
4.2.1. Метод отождествления высших производных
4.2.2. Метод отождествления дифференциальных операторов.
4.2.3. Эталонные асимптотически устойчивые математические модели,
8параметрически квазиоптимальные по быстродействию.
4.2.4. Методика синтеза ЗУ, обеспечивающих 8параметрически квазиоптимальное по быстродействию управление ДС.
4.2.5. Нейросетевая парадигма в задачах реализации 8параметрически
квазиоптимальных по быстродействию законов управления.
4.3. Примеры синтеза 8параметрически квазиоптимальных по быстродействию законов управления техническими объектами
4.3.1. Синтез 8параметрически квазиоптимального по быстродействию закона управления для динамического объекта 1го порядка
4.3.2. Синтез параметрически квазиоптимального по быстродействию закона управления для нелинейного динамического объекта Иго порядка
4.3.3. Синтез впараметрически квазиоптимального по быстродействию
закона управления однозвенным роботомманипулятором
4.4. Выводы по четвертой главе.
Глава 5. Программный комплекс для разработки и отладки проектов
АСУ ТП с цифровыми контроллерами, 8 квазиоптимальными по быстродействию.
5.1. Постановка задачи комплексной реализации 8параметически квазиоптимального подхода.
5.1.1. Сущность поставленной задачи
5.1.2. Структура задачи
5.2. Исследование возможностей реализации параметрически квазиоптимальных по быстродействию законов управления.
5.2.1. Программное обеспечение.
5.2.2. Техническое обеспечение.
5.2.3. Итоги.
5.3. Программный комплекс имитационного моделирования АСУ ТП
5.3.1. Структура комплекса.
5.3.2. БСАЛАсистемы как основа человекомашинного интерфейса в АСУТП
5.3.3. Подсистема имитационного моделирования технологических объектов управления.
5.3.4. Подсистема интегрирования имитатора ТП и 8САЭАсистемы
5.4. Пример использования комплекса имитационного моделирования АСУ ТП с б параметрически квазиоптимальным по быстродействию цифровым регулятором.
5.5. Выводы по пятой главе.
Заключение.
Библиографический список литературы
Приложения.
Приложение 1. Оценка изменения решений 8параметрически квазиоптимальных моделей
Приложение 2. Упрощенная параметрическая квазиоптимальная модель Иго порядка
Приложение 3. Параметрическая квазиоптимальная модель Иго порядка при ограниченной интенсивности.
Приложение 4. Библиотека программ реализации 8параметрически
КОБ ЗУ
Приложение 5. Проект АСУ ТП в системе и имитационная модель ТП в .
Приложение 6. Акты внедрения.
Введение
Актуальность


Это находит отражение в соответствующих ограничениях на траекторию . Г, в которой может находиться вектор состояния х. При построении оптимального управления системой 1. Если фазовый вектор недоступен измерению, то оптимальное управление, называемое в этом случае программным Пуправление, ищется в виде функции времени и . Напротив, если в каждый момент времени фазовый вектор х известен точно, то оптимальное управление ищется в виде функции и и,х зависящей от времени и фазовых координат. Построенное таким образом управление и и,х называется управлением по принципу обратной связи Суправление. Наряду с описанными информационными ограничениями существует другой тип ограничений, связанный с ограниченностью ресурсов управления. Вектор и и,,. Управление, удовлетворяющее этим условиям, называется допустимым управлением. Рассмотрев постановку задач оптимального управления, особо выделив важность задачи оптимального быстродействия, перейдем к краткому изложению и анализу возможностей методов решения таких задач оптимизации. Благодаря работам Л. Эйлера, Ж. Лагранжа, А. Лежандра, К. Якоби, К. Однако постановка задачи оптимизации ДС включает ограничения в виде дифференциальных уравнений, что значительно усложняет решение подобного рода задач. Уже первая серьезная попытка распространения теории простейшего функционала на задачу с ограничениями в виде дифференциальных уравнений, предпринятая А. Майером, показала, что подобные задачи отличаются рядом особенностей, не допускающих формального переноса теорем, установленных для простейших задач, на задачи с ограничениями. В основном, строгость и общность теории экстремума для задачи МайераЛагранжаБольца была достигнута в работах О. Больца, Г. Блисса, Л. Грейвза, Э. МакШейна 3. Однако, дальнейшее развитие ТАУ показало, что даже простейшие линейные задачи оптимального управления не могут быть рассмотрены методами КВИ, т. V 5, 9, что является весьма существенным с точки зрения технических приложений теории. Именно случай замкнутого множества V с Ят наиболее важен в задачах оптимизации управления и, в частности, в прикладных вопросах. Если же ограничиться рассмотрением открытого множества V, то классические теоремы вариационного исчисления приведут к проблеме несуществования оптимального управления. Еще одно существенное ограничение методов КВИ, возникающее при решении задач оптимизации динамических систем предположение о непрерывности управления г. Кроме того, оптимальное управление может быть не просто гладким или имеющим конечное число точек переключения, а иметь и более сложную структуру бесконечное число точек переключения управления на конечном интервале времени. Таким образом, в КВИ нет решения целого ряда вариационных задач, важных с точки зрения технических приложений, одной из которых является задача об оптимальном быстродействии. Решение значительного числа таких вариационных задач неклассического типа объединяется принципом максимума Л. С. Понтрягина 5. При этом все основные необходимые условия оптимальности КВИ следуют из принципа максимума, что позволяет рассматривать принцип максимума как значительное усиление необходимых условий оптимальности. В практических задачах на множество управлений чаще всего накладываются некоторые существенные ограничения, наиболее важными из которых оказались ограничения на управления . Фельдбаума 9 еще до формулировки принципа максимума. Указанные факты затрудняют применение обычных методов дифференциального исчисления, и условия гладкости по управлению оказываются неестественными. В связи с этим в уравнениях движения ДС произошел отказ от предположения о существовании и непрерывности частных производных Ки и 1. Необходимые условия оптимальности в таких задачах даст принцип максимума Л. С. Понтрягина 5. В результате применения принципа максимума получается оптимальное программное управление 9 если решение исходной задачи управления существует и решение краевой задачи единственно. В некоторых случаях с помощью принципа максимума удается выразить оптимальное управление в виде функции йх, т. Суправление.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.264, запросов: 244