Исследование и разработка частотных методов синтеза структурно-сложных линейных систем управления с требуемым качеством свободных движений

• Автор: Ширшов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.13.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 253 c. : ил

ГЛАВА І. СТРУКТУРНО-СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАДАЧИ

СИНТЕЗА

1.1. Модели сложных систем управления

1.2. Особенности синтеза сложных систем управления

1.3. Некоторые методы синтеза систем управления в комплексно-частотной области

1.4. Этапы синтеза сложных систем управления. Задачи,

решаемые в диссертации

Основные выводы

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ ЖЕЛАЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУКТУРНО-

-СЛОШНЫХ СИСТЕМ

2.1. Некоторые характеристики структурно-сложных систем управления

2.2. Выражения для полиномов дробно-рациональных характеристик структурно-сложных систем управления
2.3. Диаграммы связи параметров ЛАХ с корневцми показателями качества для типовых систем третьего порядка
2.4. Применение диаграммы связи типа 2-1-2 для систем
с другими типами ЛАХ
2.5. Рекомендации по выбору параметров нормированной асимптотической ЛАХ типа 2-1
2.6. Диаграммы связи частотных и корневых показателей качества для типовых систем высокого порядка
2.7. Сопоставление распределений корней желаемых
систем сформированных по различным методикам

2.8. Структурные условия образования диполей в дробно-
-рациональных характеристиках систем управления
Основные выводы и результаты
ГЛАВА 3. ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫЙ ЭВОЛЮЦИОННЫЙ СИНТЕЗ СТРУКТУРНО-
-СЛОШШ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Эволюционный синтез систем управления на основе определителей графов
3.2. Выражения для полиномов передаточных функций дуг коррекции и определителей скорректированных систем
3.3. Диполи определителей систем управления с коррекцией
3.4. Методика эволюционного синтеза структурно-сложных
систем управления
Основные выводы и результаты
ГЛАВА 4. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИНТЕЗА.
СИНТЕЗ КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ ТУРБОАГРЕГАТА
4.1. Алгоритмическое и программное обеспечение синтеза структурно-сложных систем управления
4.2. Анализ комплекса управления судового турбоагрегата
и постановка задачи синтеза
4.3. Эволюционный синтез подсистем и анализ комплекса
управления судового турбоагрегата
Основные результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Широкое применение современной вычислительной техники для управления производственными процессами, автоматизации научных исследований и проектирования создает предпосылки для разработки сложных систем управления.
Сложность систем управления проявляется различным образом - в сложности объектов управления, сложном характере воздействий на системы, сложности целей управления и требований к качеству процессов. Системы управления могут иметь структуру произвольной сложности, быть многоконтурными, многомерными, с иерархической организацией; математические описания объектов, воздействий и требований могут включать большое число разнообразных типов уравнений и ограничений, содержать элементы неопределенности, случайности и т.д. /10, 17, 21, 39, 53, 88, 89, 102/. Принцип сложности в теории управления разработан в работах /88, 89/.
В диссертации основное внимание уделяется структурному аспекту понятия сложности систем управления.
Методы построения моделей, анализа и синтеза сложных систем управления концентрируют в себе достижения всех разделов теории систем, теории автоматического регулирования и управления. Трудно перечислить имена советских и зарубежных ученых, в работах которых получили обобщение и дальнейшее развитие идеи и методы исследования и проектирования систем управления, имеющих те или иные аспекты сложности.
В последнее десятилетие в силу ряда причин для исследования сложных многокомпонентных (составных) систем, многосвязных (многомерных) систем управления промышленными объектами все чаще привлекаются методы, базирующиеся на представ-

В третьем разделе диссертации развивается методика целенаправленного эволюционного синтеза структурно-сложных систем управления. Методика опирается на представление моделей систем управления в комплексно-частотной области и использует аналитические процедуры с полиномами совместно с графическим изображением частотных характеристик.
Здесь необходимо рассмотреть методы оценки взаимного влияния подсистем комплексов на выделенных диапазонах частот.
Поскольку условия инвариантности фундаментальных свойств комплексируемости, живучести, малой чувствительности к вариациям параметров, декомпозируемость синтеза подсистем комплексов во многом сводятся к условию максимизации определителей, коэффициенты передач активных компонентов должны выбираться максимальными с соблюдением ограничений на область адекватности моделей.
При эволюционном синтезе действия по повышению коэффициентов передач активных компонентов и стабилизации (демпфировании) систем пассивными средствами могут предприниматься поочередно.
В диссертации детально разрабатывается методика выбора значений параметров, структур операторов и топологии систем управления пассивными средствами. Методика имеет важное самостоятельное значение и может составлять часть более общей методики, оперирующей и активными средствами.
Синтез сложных систем управления предполагает применение ЭВМ. Это выдвигает требование высокой степени формализации методик синтеза и анализа, описания математических моделей. Методика должна быть обеспечена программами расчета характери стики систем, оценки показателей качества, получения характеристики корректирующих звеньев, оптимизации и др.