Математическое и алгоритмическое обеспечение систем автоматизированного управления мощными энергетическими установками транспортных объектов

• Автор: Поливанов, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Транспортные объекты и их характеристики

1.1 Общие характеристики транспортного процесса

1.2 Энергетические характеристики транспортных объектов

и критерии движения

1.3 Классификационные признаки транспортных объектов

1.4 Транспортные объекты как человеко-машинные системы

Выводы по главе

Глава 2. Оптимизация расхода топлива транспортными объектами

при установившемся движении

2.1 Основы аппроксимации энергетических характеристик
2.2 Численная аппроксимация энергетических характеристик судна
2.3 Численная аппроксимация энергетических характеристик самолета
2.4 Применение задач нелинейного программирования
при решении задач оптимизации
2.5 Численное решение задач оптимизации
судовой энергетической установки
2.6. Численное решение задач оптимизации
энергетической установки самолета
Выводы по главе
Глава 3. Линейные управления расходом топлива в динамике
3.1 Линейные системы первого порядка с интегратором
3.2 Линейные системы первого порядка с апериодическим звеном
3.3 Управление объектом с двойным интегрированием минимизирующее расход топлива
3.4 Управления при фиксированном времени

Выводы по главе
Глава 4. Управления расходом топлива и временем перехода
4.1 Управления при ограничении времени перехода
4.2 Управления минимизирующие линейную комбинацию
времени перехода и расхода топлива
Выводы по главе
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований непосредственно связана с эффективностью транспортного процесса, которая зависит от многих факторов. Под ними понимается работа транспортных узлов (морские и речные порты, аэропорты), наличие систем управления движением, оснащение трасс техническими средствами навигации на современном уровне. Однако основным фактором является работа транспортных
объектов.
Эффективность транспортных объектов определяется безопасностью движения, точностью выполнения расписания, количеством израсходованного топлива, затратами труда на управление, отрицательным минимальным воздействием на окружающую среду. Причем работа того или иного объекта на оптимальных значениях эксплуатационных характеристик зависит не только от степени автоматизации, от профессионализма экипажа, но и от внешних условий. Под внешними условиями будем понимать, например, метеорологическую обстановку, характеристики трасс, плотность движения.
С ростом численности транспортных объектов увеличивается плотность движения на трассах. В этой обстановке вопросы оптимального использования их связаны с организацией движения, с управлением режимами работы силовых энергетических установок, с решением задач безопасности движения, с осуществлением управления при проходе гидротехнических сооружений, взлете и посадке самолетов. Перечисленные задачи решаются как собственными системами объекта, так и несобственными (централизованными), которые располагаются вне транспортного средства. Их эффективное решение определяется уровнем развития математического, алгоритмического и программного обеспечения, современной технической базой.
рефлекторно, на основании заранее записанных в долговременную память программ. В то же время движение такого водителя по малознакомой трассе сопровождается затратой значительно большего времени на обдумывание той или иной информации и на принятие решения. Здесь вступает в действие централизация, когда для управления тратятся определенные ресурсы мозга, так как она осуществляется “наверху, сознанием”. Однако, централизованное управление связано с большой затратой энергии, что может привести к истощению организма. Квалификация человека-оператора тесно связана с наличием в памяти определенного количества типовых программ и навыков по их реализации. Квалификация будет повышаться, если даже в наиболее сложных ситуациях можно достаточно полно и с минимальными ошибками прогнозировать поведение оператора. И соответственно действия оператора, обладающего меньшей квалификацией, в меньшей степени поддаются прогнозированию.
Объем перерабатываемой и используемой для управления информации зависит во многом от пропускной способности оператора, как элемента системы человек-машина. Пропускная же способность зависит от индивидуальных особенностей оператора и от рационального участия в переработке информации централизованных и децентрализованных систем.
Время выполнения той или иной операции в процессе управления также определяется индивидуумом. Но часто отпускаемое время на выполнение подобных операций может меняться. Причем уменьшение отпускаемого времени вначале приводит к определенной мобилизации возможностей оператора, заставляет его действовать более быстро, решительно и с минимальными ошибками. Затем дальнейшее уменьшение отпускаемого времени приводит к срыву работы человека-оператора. Этот тип максимальной работоспособности носит название стресса. В литературе данные явления описываются показателем напряженности, под которым понимается