Методы и модели анализа и синтеза перестраиваемых структур сложных систем

• Автор: Манжула, Владимир Гавриилович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 205 с. : 29 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СИНТЕЗА ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ СТРУКТУР

1.1. Задачи синтеза систем управления

1.2. Перестраиваемые структуры и решения

1.3. Состояние проблемы

1.4. Выводы по главе 1

2. ПЕРЕСТРАИВАМЫЕ СТРУКТУРЫ В ПРОЦЕССЕ АНАЛИЗА

И СИНТЕЗА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Формализация анализа и синтеза систем управления

2.2. Общая постановка задач синтеза перестраиваемых структур

2.3. Синтез перестраиваемых структур системы управления ИВЭП
с динамическим распределением ограниченного ресурса
2.3.1. Содержательная постановка задачи
2.3.2. Математическая постановка задачи
2.4. Синтез простых гипотез при анализе систем управления
2.5. Выводы по главе 2
3. СВОЙСТВА И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
СИНТЕЗА ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ СТРУКТУР
3.1. Свойства минимально факторного метода выбора структур
3.2. Задача синтеза структур с избирательными ограничениями
3.3. Задача с ограничениями общего вида
3.4. Метод решения задачи с избирательными ограничениями
3.5. Метод решения задачи с ограничениями общего вида
3.6. Метод синтеза перестраиваемых структур системы управления
с динамическим распределением ограниченного ресурса
3.6.1. Синтез оптимальных структур
3.6.2. Синтез управления, минимизирующего остаток ресурса
3.6.3. Оптимизация параметров
3.7. Выводы по главе 3
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ СТРУКТУР СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Синтез преобразовательных элементов импульсного регулирования напряжения
4.1.1. Требования к системе
4.2. Анализ энергетических характеристик преобразовательного элемента
4.2.1. Выбор желаемых передаточных функций
4.3. Синтез функциональных схем управления ИВЭП
4.3.1. Соотношения для выбора параметров
4.4. Синтез функциональных перестраиваемых микросхем управления
4.5. Выводы по главе 4
5. СХЕМНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ СТРУКТУР
5.1. Обобщенная структурная схема универсального операционного усилителя ОУ
5.2. Входные и согласующие каскады перестраиваемых ОУ
5.3. Выходные каскады универсальных перестраиваемых ОУ
5.4. Схемная реализация перестраиваемых структур разработанных микросхем
5.4.1. Синтез микросхемы мощного операционного усилителя
с системой комплексной защиты
5.4.2. Синтез микросхемы управления импульсным ИВЭП
5.5. Результаты анализа параметров микросхемы управления
5.6. Выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Здесь в качестве компонент вектора решения могут выступать амплитуды импульсов (знаки фронтов переключений) в моменты времени, определяемые номером компоненты. Еще один пример подобных задач — задача возможно более простой параметрической доработки располагаемой динамической системы, которой необходимо придать новые желаемые свойства, изменив с этой целыо значения некоторого набора се параметров. Естественным требованием в данной задаче является неизбыточность искомого набора. При этом неизбыточность набора означает, что исключение из него любого параметра, приводит к невозможности придать системе желаемые свойства за счет выбора допустимых значений остальных параметров, оставшихся в данном наборе. В качестве компонент вектора решения в данной задаче могут выступать отклонения корректирующих параметров от их значений, реализованных в располагаемой системе. Минимальной структурой является допустимая структура, в которой число составляющих ее элементов минимально среди всех допустимых структур. Обратим внимание на то, что перестраиваемая структура не тождественна минимальной. Действительно, мы не придем к противоречию, если предположим существование, наряду с минимальной структурой, структуры, превосходящей ее по числу элементов, но такой, что исключение любого элемента делает ее недопустимой. Перестраиваемая структура, отличная от минимальной, может оказаться менее трудоемкой в реализации, чем минимальная структура. Данный факт имеет место, например, если принять гипотезу неоднородности элементов по сложности, вносимой каждым из них и их различными сочетаниями в консолидированную сложность синтезируемой системы. В таком случае техническая реализация структуры, состоящей из большего числа просто реализуемых и хорошо сочетающихся между собой элементов, может оказаться практически проще, чем реализация структуры, объединяющей меньшее число трудно реализуемых и плохо сочетающихся между собой элементов. Например, использование группы только дискретных элементов проще, чем использование меньшей по численности 1руппы из непрерывных и дискретных элементов; использование группы только электрических или только пневматических элементов проще, чем группы элементов, включающей элементы разнородные по физическому принципу действия. Зависимость сложности структуры от «сочетаемости» ее элементов не позволяет использовать в качестве ее универсальной оценки взвешенную сумму оценок сложности отдельных элементов, включенных в данный вариант структуры. Однако следует признать, что иногда использование такой «взвешенной» интегральной оценки может быть признано целесообразным. Допустимую структуру, имеющую минимальную оценку по взвешенной сумме включенных в нее элементов, назовем минимально взвешенной структурой. Заметим, что минимальная структура совпадает с минимально взв е-шенной, когда справедлива гипотеза однородности, предполагающая, что все элементы, входящие в состав допустимых структур, однородны (неразличимы) по сложности их включения в структуру. Минимально взвешенная структура принадлежит множеству перестраиваемых структур, если положительны все весовые коэффициенты, учитываемые при оценке сложности структур по шкале в форме взвешенной суммы элементов. Минимальная структура всегда принадлежит множеству перестраиваемых структур. Допустимое решение, имеющее неизбыточную структуру, далее называется структурно неизбыточным решением. Иными словами, структурно не избыточным решением является допустимое решение, имеющее перестраиваемую структуру. Учитывая вышеотмечеиную равнозначность понятий, структура, структура решения, структура синтезируемого объекта, множество (набор) активных компонент вектора решения, по аналогии с допустимыми, минимальными и перес'фаиваемыми структурами можно говорить о допустимых, минимальных, минимально взвешенных и простых наборах активных компонент вектора решения. Далее, говоря о допустимых, минимальных и простых наборах, под словом набор будем иметь ввиду набор активных компонент вектора решения, не отмечая это всякий раз.