Аналитический синтез многомерных адаптивных систем управления сложными динамическими объектами на основе технологии вложения : На примере электромеханических объектов машиностроения

• Автор: Асанов, Асхат Замилович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 461 с. : ил.

1. Современные проблемы и методы проектирования многомерных систем автоматического управления сложными динамическими объектами машиностроения
1.1. Актуальность проблемы проектирования высокоэффективных систем автоматического управления сложными динамическими объектами машиностроения

1.2. Анализ существующих подходов к проектированию систем автоматического

управления динамическими объектами и системами

1.3. Цель и задачи исследования

Выводы по главе

2. Теоретические и методологические основы аналитического синтеза многомерных адаптивных систем управления сложными динамическими объектами машиностроения

2.1. Системный подход к проектированию многомерных адаптивных систем

автоматического управления сложными динамическими объектами

2.2. Концепция аналитического синтеза многомерных систем автоматического

управления сложными динамическими объектами

2.3. Интеграция подсистем и системное проектирование регуляторов и наблюдателей состояния локальных систем автоматического управления сложными динамическими объектами
2.4. Обобщенная методика аналитического синтеза многомерных систем
автоматического управления на основе технологии вложения
Выводы по главе
3. Аналитический синтез линейных многомерных систем управления сложными динамическими объектами основе технологии вложения
3.1. Синтез систем управления по состоянию многомерными линейными
динамическими объектами при минимальных реализациях регулятора и предкомпенсатора
3.2. Синтез систем управления по состоянию многомерными линейными
динамическими объектами при неминимальных реализациях регулятора и предкомпенсатора
3.3. Синтез систем управления по выходному вектору многомерными линейными
динамическими объектами при минимальных реализациях регулятора и предкомпенсатора
3.4. Синтез систем управления по выходному вектору многомерными линейными динамическими объектами при неминимальных реализациях регулятора и
предкомпенсатора
Выводы по главе

4. Аналитический синтез многомерных квазиадаптивных и адаптивных систем управления сложными динамическими объектами на основе технологии
вложения
4.1. Синтез систем управления по рассогласованию состояний квазиадаптивной системы при минимальной структурной реализации блока адаптации
4.2. Синтез систем управления по рассогласованию состояний квазиадаптивной системы при неминимальной структурной реализации блока адаптации
4.3. Синтез систем управления по рассогласованию выходных векторов квазиадаптивной системы при минимальной структурной реализации блока адаптации
4.4. Синтез систем управления по рассогласованию выходных векторов квазиадаптивной системы при неминимальной структурной реализации блока адаптации
4.5. Синтез беспоисковых адаптивных систем управления на основе методов функций Ляпунова и вложения систем
4.6. Синтез многомерных адаптивных систем управления с наблюдателем при
параметрической и сигнальной адаптациях
Выводы по главе
5. Математические модели базовых элементов систем автоматического управления сложными динамическими объектами машиностроения
5.1. Математические модели локальных систем автоматического управления сложными динамическими объектами машиностроения
5.2. Математические модели асинхронного электродвигателя и его идентификаторов
состояния, как исполнительных и информационных элементов систем
управления
5.3. Математические модели полных и редуцированных наблюдателей нагрузки
электромеханической системы с электродвигателем постоянного тока
• 5.4. Математические модели астатических идентификаторов нагрузки
электромеханической системы с электродвигателем постоянного тока
Выводы по главе
6. Управление энергопотоками в электромеханических системах управления объектами средней и большой мощности
6.1. Принципы многоуровневого управления энергопотоками в ЭМС средней и
большой мощности
6.2. Математические модели автономных инверторов линейных напряжений, как
исполнительных элементов систем управления
6.3. Моделирование и исследование спектров сигналов многоуровневых инверторов напряжения, как исполнительных элементов электромеханических
систем управления динамическими объектами
Выводы по главе
7. Применение и исследование разработанных методов синтеза при проектировании электромеханических систем управления
7.1. Инженерные методики аналитического синтеза систем автоматического
управления с эталонной моделью динамическими объектами на основе технологии вложения систем

7.2. Аналитический синтез и исследование многомерного регулятора состояния двухмассовой упругой электромеханической системы
7.3. Аналитический синтез и исследование адаптивного регулятора с сигнальной настройкой для привода многооперационного станка 2623 ПМФ4
7.4. Аналитический синтез многомерного адаптивного регулятора взаимосвязанных электромеханических систем промышленного манипулятора
7.5. Перспективы развития аналитического синтеза систем автоматического управления на основе метода вложения и внедрения многомерных систем
автоматического управления с эталонными моделями
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Блочно-наблюдаемые формы математической модели асинхронного
электродвигателя, как объекта управления
Приложение 2. Методические основы применения технологии вложения в задачах
синтеза систем автоматического управления
Приложение 3. Доказательства теорем
Приложение 4. Анализ динамических и статических потерь в многоуровневых
управляющих устройствах систем управления
Приложение 5. Программные реализации методов синтеза многомерных систем
автоматического управления
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
АД - асинхронный электродвигатель
АИН - автономный инвертор напряжения
АИЛН - автономный инвертор линейного напряжения
АИФН - автономный инвертор фазного напряжения
АСНМ - адаптивная система с настраиваемой моделью
АСЭМ - адаптивная система с эталонной моделью
АСУ - автоматизированная система управления
АСУП - автоматизированная система управления производством
АТК - автоматизированный технологический комплекс
БА - блок адаптации
БСНС - беспоисковая самонастраивающаяся система
ке. Основная идея частотных методов синтеза регуляторов заключается в использовании связи между частотными характеристиками замкнутой и разомкнутой систем и показателями качества переходного процесса и в выявлении частотных характеристик корректирующего устройства. Наиболее просто применение частотных методов синтеза в минимально-фазовых системах.
Большинство рассмотренных выше методов синтеза регуляторов может быть обобщено для применения к нестационарным системам. Так, при применении принципа динамической компенсации с использованием описания системы и ее элементов импульсными переходными функциями, задача синтеза регулятора сводится к решению уравнения Винера-Хопфа с целью определения эталонной импульсной переходной характеристики замкнутой САУ, нахождению эталонной импульсной переходной характеристики разомкнутой САУ, решению интегрального уравнения, в результате которого удается определить импульсную переходную характеристику регулятора. Трудности реализации подхода, использующего аппарат импульсных переходных характеристик, состоят как в необходимости решения достаточно сложных интегральных уравнений, так и в отыскании и реализации обратных импульсных переходных функций [174]. Достаточно эффективным с вычислительной точки зрения является принцип динамической компенсации в спектральной области [223], который заключается в поэтапном определении эталонного матричного оператора замкнутой системы, определении эталонного матричного оператора разомкнутой системы и корректирующего устройства и реализации схемы корректирующего устройства, имеющего требуемый матричный оператор. В то же время применение этого метода с целью решения задачи синтеза регулятора для сложных систем может оказаться весьма трудным и потребует дополнительно применения процедур декомпозиции [186]. О степени эффективности принципа динамической компенсации применительно к классу нестационарных систем утверждается [174], что корректирующее устройство всегда получается сложным из-за того, что описывается оператором, обратным оператору объекта, и оператором эталонной