Обоснование типа алгоритма работы авторулевого

• Автор: Чернышов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава I. Способы оценки управляемости объектов

Введение

1.1. Типовые задачи управления

1.2. Управляемость линейных стационарных систем.

1.3. Управляемость нелинейных объектовг

1.4. Способы представления информации при оценке управляемости.

1.4.1. Переходные характеристики

1.4.2. Фазовые портреты.

1.4.3. Статикодинамические портретыГг

1.4.4. Характеристики чувствительности объекта .
Выводы по главе.
Глава II. Классификация линейных объектов по
чувствительности к управляющему воздействию
Введение .7,.
II. 1. Статикодинамические портреты и характеристики
чувствительности малоинерционных объектов, динамика которых описывается линейными дифференциальными уравнениями. 7. г
II.2. Классификация линейных объектов .
Выводы по главе.
Глава III. Классификация нелинейных объектов по
чувствительности к управляющему воздействию
Введение.
III. I. Динамические особенности объектов, динамика которых описывается моделью 3.1
П.2. Статические особенности подвижных объектов
Выводы по главе.
Глава IV. Обоснование применения интеллектуального алгоритма управления для речного водоизмещающего судна
Введение т.
VI. 1. Обзор способов интеллектуального управления
1У.2. Обоснование введения интеллектуальных компонент в традиционный ПИД алгоритм управления подвижным объектом
1У.З. Пути улучшения показателей качества автоматического .
управления состоянием объекта
Выводы по главе Ш
Список использованной литературы


Зависимость К = /(U) названа характеристикой чувствительности объекта к изменению управляющего воздействия. Характеристика чувствительности К = f(u) строится для случаев, когда U * const (рис. Требование, которое накладывается на функцию чувствительности, назовем К-критерием. Показано, что объект, который теоретически управляем, в эксплуатационном смысле, может быть неуправляем, то есть перевод из одного состояния в другое потребует больших временных затрат. Данная глава посвящена вопросам изучения количественной стороны управляемости подвижных объектов. Принято управляемость объекта характеризовать возможностью перевода его в новое заданное состояние. В литературе рассматриваются следующие типы переходов. Указанные виды переходов представлены на рис. В случае I рассматривается переход из произвольной точки п-мерного пространства состояний в произвольную точку этого пространства, причем никаких ограничений на характер движения, кроме конечности времени перехода ^ -г0, не накладывается. В случае II в пространстве состояний задана замкнутая область (7 и должен обеспечиваться переход из любой точки этой области в произвольную ее точку без выхода за пределы заданной области (7. Случай III соответствует переходу из заданной области пространства состояний полной размерности п в заданную область меньшей размерности. Случай IV соответствует переходу из любой точки области меньшей размерности в любую точку полноразмерной области. Случай V соответствует управляемости в малом. Случай VI соответствует переходу из заданной области подпространства меньшей размерности т<п в заданную область того же подпространства. Случай VII. Здесь задается множество программных траекторий у3{{) перехода из одной точки. Я?о)=л('о). Самым сильным в теоретическом и практическом отношении инструментом исследования управляемости является необходимый и достаточный аналитический и структурный критерий управляемости того или иного вида”. Подобные критерии получены для основных видов управляемости линейных систем (I - VII). Во многих случаях приходится довольствоваться лишь необходимыми условиями, способствующими управляемости. Рассмотренные выше задачи управляемости применимы к линейным стационарным и нестационарным системам. Управляемость нелинейных систем изучена недостаточно. Исследования, проводимые в данной работе, в основном затрагивают динамику водоизмещающих судов и алгоритмы управления их состоянием. Управляемости в малом может быть дано и другое определение. Пусть при управлении ы°(г) и начальном условии » у(/о) имеет место процесс у°((). Ду(/). Пусть каждая точка траектории у°(/) служит центром сферы радиусом е. Огибающая указанных сфер образует е -трубку траекторий. Дт(г) через любую точку е -трубки, то система обладает устойчивостью в малом. Кш - коэффициент передачи рулевой машины, град/В; V - управление рулевой машиной, В; Гу, ду, ву, к - гидродинамические коэффициенты модели. Сформулируем критерии управляемости для неустойчивых на заданном направлении речных водоизмещающих судов следующим образом: судно управляемо, если существует такая последовательность управлений (из класса широтно-импульсных управлений) щ,иг,. ДОпусти. Р~ р-д, со = со = 0, (р = ф- 0, где р- дрейф (град), со - угловая скорость рысканья (град/с), ^-отклонение от курса (град). Чем меньше п (количество перекладок управляющего органа) и г (время перехода) в ? Управляемость линейных стационарных систем Как указывалось выше, управляемость линейных стационарных объектов изучена недостаточно глубоко. Оценим их управляемость с помощью классического критерия Калмана. Критерий полной управляемости по Калману. У = АУ + Ви, (1. У = {у1,У2». А (размер пхп) - матрица собственных параметров объекта, и матрица В (размер пхг) - матрица коэффициентов при I/. Матрицы А и В - постоянны. А и В. Если для произвольных заданных у0, у1 существует управление ы(/), переводящее систему (1. У° в состояние у((1)=у то система (1. АУВ) называется вполне управляемой по Калману. Необходимое и. ЛВ. Ап-'в=п (1. Оценим полную управляемость судов по Калману. Р = гг{й}^цпр + $2Ха + кр/},щт В = 0, (1.