Математическое моделирование адаптивных стохастических систем управления движением корабля

• Автор: Васильев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ОБЪЕКТОВ

1.1. Постановка задачи

1.2. Математические модели движения объектов

1.3. Моделирование аэро- и гидродинамических внешних воздействий

1.3.1. Методы моделирования случайных процессов и последовательностей

1.3.2. Методы моделирования ветро-волиовых возмущений с заданными корреляционными и спектральными характеристиками

1.4. Алгоритмы стохастического управления подвижными объектами

1.4.1. Динамические и случайные ошибки в стохастических САУ

1.4.2. Оптимальные и адаптивные стохастические системы управления

1.4.3. Стационарный режим в стохастических САУ

1.4.4. Управление движением корабля в современных системах судовождения

1.5. Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
2.1. Постановка задачи
2.2. Алгоритмы моделирования случайных ветро-волновых воздействий с заданными спектрами
2.2.1. Дискретный фильтр второго порядка
2.2.2. Имитация волнового случайного процесса
2.2.3. Алгоритмы моделирования случайных составляющих ветроволновых воздействий при движении объекта
2.2.4. Силы и моменты волнового воздействия
2.2.5. Общий алгоритм имитации волнового случайного процесса
2.2.6. Анализ погрешностей аппроксимации спектров нерегулярного волнения
2.3. Алгоритмы управления движением
2.3.1. Алгоритмы нестационарного управления движением объекта
при больших начальных рассогласованиях координаты
2.3.2. Синтез регулятора системы управления в стационарном режиме
2.3.3. Оптимизация параметров САУ по виду переходного процесса
Ф 2.4. Линеаризация уравнений движения корабля в различных режимах
2.4.1. Режим стабилизации курса
2.4.2. Режим установившейся циркуляции
в1 2.4.3. Равномерное движение
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ
СТОХАСТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Постановка задачи
3.2. Анализ алгоритмов обнаружения скачков аэродинамических воздействий
• 3.3. Анализ адаптивного алгоритма двухуровневого управления
3.4. Локальные системы управления активными средствами движения
3.4.1. Принцип работы локальных систем управления носовыми подруливающими устройствами и выдвижными поворотными
* колонками
3.4.2. Особенности структуры САУД, содержащей локальные системы управления активными средствами движения
3.5. Определение статистических характеристик САУД
• 3.6. Выводы

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ РЕАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ
4.1. Постановка задачи
4.2. Алгоритмы распределения упоров по органам активного управления движением корабля
4.2.1. Распределение упоров при синхронном управлении ВПК
4.2.2. Распределение упоров при асинхронном управлении ВПК
4.2.3. «Экономичное» распределение упоров
4.3. Особенности построения архитектуры программного комплекса САУД объекта управления
4.3.1. Блок имитации движения объекта управления
4.3.2. Блок имитации органов активного управления движением
4.3.3. Блок имитации внешних воздействий
4.3.4. Блок имитации навигационных средств
4.3.5. Блок САУД
4.3.6. Блок распределения упоров
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Структура блоков программного комплекса САУД.... ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акты внедрения

H(z) = 7 1 7
l-(2e acos/?)z 1 +^e 2“)z
Порождаемый сигнал Xn имеет z -спектр
S1(z)=H(z)H(z-')
2.2 (2.2.2)
у z
[z}-2e~“ cos/7 z-t-e_2aj^l-2e_a; cos/7 z+e-2Qrz2) и корреляционную функцию
Bx(n) = 7 г1 , J— — x e~gn cos (/?n -1//), (2.2.3)
|l_e-2«j|sin /?| ^1 - 2e_2a cos /7 + e~4a

(l-e_2a)cos/7 (l-e-2a)ctg/7
и/ = arctg 7 { = arctg
(l + e-2“)sin/7 1 + e-
-2a
Если ввести обозначения р-& а, а = е е соэ [3, то эти формулы примут
вид:
хп=2ахп_,-р2хп_2+74, (2-2.1’)

2az ’ + /?2z 2 ’
,2„2
s*(z)=t^-; гтт" • Р-2-2’)
(z“-2a z+/7 j(l-2a z+p z )
Вх (n) = 72В /7п cos (/?n - у/), (2.2.3’)
(l-/22)ctg^ j
где [/ = arctg-—-—’—п--, В
1+Р~ (l-/?2)|sin pyjl-2р2 cos2/7+д>4
Если значения процесса хп относить к моментам времени tn = nAt, т. е. взять интервал дискретизации по времени At, то в формулах (2.2.3) и (2.2.3’) нужно подставить nAt вместо п:
Вх (n, At) = Вх (nAt) = y2B'e~anAt cos(/?nAt-у/')
2 ~МП / (2’2Л->
= у2В'е v 2 cos((/7At)n-^z').