Стабилизация сложных систем управления на основе структурной декомпозиции и оценки областей притяжения

• Автор: Акчурин, Ришад Рашидович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Содержание
Введение.
1. Принципы децентрализованной стабилизации систем автоматического управления сложными техническими объектами.

1.1. Исследование сложных технических систем на основе анализа областей притяжения

1.2. Анализ методов стабилизации сложных технических систем.

1.3. Исследование особенностей летательных аппаратов и их силовых установок как сложных объектов управления

Основные результаты и выводы по первой главе. Постановка задачи исследования

2. Децентрализованная стабилизация сложных технических систем с использованием линеаризованных и нелинейных моделей.

2.1. Теоретикомножественная модель проблемной ситуации

при синтезе систем управления сложными техническими объектами

2.2. Метод децентрализованной стабилизации с использованием концепции синтеза многофункционального управления.
2.3. Оценка стабилизирующего управления применительно к нелинейной системе.
3. Исследование областей притяжения сложных технических систем с использованием концепции сверхустойчивости
3.1. Оценка области притяжения нелинейной системы с применением канонической квадратичной формы.
3.2. Задание области притяжения на основе концепции сверхустойчивости динамических систем.
3.3. Формирование областей притяжения с использованием модифицированных условий сверхустойчивости
4. Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы управления силовой установкой летательного аппарата на основе принципа децентрализованной стабилизации
4.1. Анализ режимов работы и динамических характеристик ТРДЦФ как объекта управления
4.2. Синтез алгоритмов управления ТРДЦФ на основе принципа децентрализованной стабилизации
4.3. Разработка программного модуля синтеза сложных систем авиационной автоматики на основе принципа децентрализованной стабилизации
Заключение.
Список использованной литературы


Рассматривается специфика такого важного класса сложных технических систем как системы управления летательными аппаратами и их силовыми установками. На основе проведенного анализа формулируются цель и основные задачи исследования. Определим, вначале, класс исследуемых объектов, используя принятые в системном анализе понятие сложной системы. Система - это целостное упорядоченное множество стабильно взаимосвязанных и устойчиво взаимодействующих в пространстве и во времени элементов, формирующих ее некоторые синергетические свойства и функционирующих совместно для достижения определенной цели, стоящей перед дайной системой //. В свою очередь, понятие сложной системы имеет гораздо более расплывчатое определение. Первые три признака сами нуждаются в уточнении, т. В связи с этим сложность системы понимается не в количественном смысле, а в смысле новой качественной определенности - как свойство системы, не имеющей простых описаний. Важность методологического аспекта определения класса исследуемых систем обусловлена тем, что эффективное исследование сложных систем классическими методами практически невозможно. Поэтому необходимо выделить тот круг методов исследования, который отражает специфику сложных технических систем и соответствует логике их развития. В первую очередь, эти методы должны соответствовать общим принципам построения сложных систем, к числу которых относятся принципы необходимого разнообразия, минимальной сложности и сбалансированности. Из принципа необходимого разнообразия // следует, что математическое описание той или иной системы должно иметь разнообразие того же порядка, что и сама система. С другой стороны, принцип минимальной сложности требует, чтобы из всех возможных способов описания системы должен выбираться наиболее простой. С целью устранения возникающего противоречия используется принцип сбалансированности /9/. Суть этого принципа сводится к следующему. При выборе рационального варианта математической модели для заданной системы необходимо учитывать лишь то множество условий функционирования, при которых система в целом способна с определенной эффективностью выполнить задачу. В соответствии с принципом сбалансированности вариант условий, при котором не обеспечивается заданный уровень эффективности, следует считать нерасчетным и при построении математической модели не учитывать. Таким образом, принцип сбалансированности позволяет сузить диапазон условий, для которых разрабатывается соответствующая модель. В результате можно обеспечить требуемую точность описания, используя упрощенные математические модели. Фундаментальным следствием описанных принципов является использование линеаризованных моделей при исследовании нелинейных систем. А.М. Ляпуновым //, //. Его первый (аналитический) метод связан с представлением решений систем дифференциальных уравнений в виде степенных рядов по начальным отклонениям и теорией характеристических чисел решений линеаризованной системы (первого приближения). Яп,и еЯ состояния и управления, соответственно. I > 0 функции и{? Для линеаризации системы (1. Г), «(/)) системы (1. Х х ? Л (0,0М')+/и (0,оМО + Ъ (х, К ), (1. Р(х,и) - совокупность только нелинейных членов ряда выше первого порядка малости относительно (х(Г), //(0). Обозначив А = /*(0,0), В = //,(0,0), систему (1. Ах(г) + Ва{{) + (х, и). Ах({) + Ви{{). По линейному приближению (1. ХхЦ точки (л:*,«"]. Однако на практике нужно знать в какой окрестности исходной точки линеаризованная модель сохраняет свою адекватность и при каких отклонениях недопустимо пренебрегать нелинейными слагаемыми Г(х9и). Для этого используется понятие области притяжения положения равновесия нелинейной системы (1. Теоретическим основанием для построения области притяжения служит известная теорема В. И.Зубова //. Согласно этой теореме для того, чтобы область Пей”, содержащая достаточно малую окрестность Хх точки (0,0), была областью асимптотической устойчивости нулевого решения системы (1. У(х) < 0, при х(/) е О. У(х) и ф(х) стремятся к нулю при ||л:(/)|!