Синтез адаптивных систем автоматического управления нелинейными объектами в условиях априорной неопределенности

• Автор: Гольцов, Анатолий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 222 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ТРАДИЦИОННЫЕ ПОСТАНОВКИ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Особенности задач управления в системах связи и навигации .

1.1.1. Адаптивные системы демодуляции многопозиционных сигналов, принятых в условиях априорной неопределенности

1.1.2. Системы управления антеннами, установленными на подвижных носителях

1.1.3. Анализ алгоритмов обучения нейронных сетей, используемых в сетях передачи и обработки информации .
1.2. Автоматизированные системы контроля и управления вязкостью расплава полимеров и нефтепродуктов в процессе их производства .

1.3. Принцип достоверной эквивалентности в задачах адаптивного управления

1.4. Адаптивное управление в условиях априорной неопределенности

1.4.1. Синтез наблюдателей переменных состояния объекта управления .

1.4.2. Синтез формирователя управляющих воздействий при стохастическом описании неопределенностей.
1.4.3. Регуляторы с оптимизируемыми параметрами
1.4.4 Адаптивное управление при минимаксном описании неопределенностей .
1.5. Выводы и постановка задач дальнейших исследований .
2. РЕГУЛЯРИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Априорная модель системы управления .
2.2. Регуляризованная модель множества допустимых возмущающих воздействий.
2.3. Регуляризованная модель допустимых управляющих воздействий
2.4. Регуляризованная модель ограничений на переменные состояния
и фазовые траектории
2.5. Выводы.
3. СИНТЕЗ СИСТЕМ ОБУЧЕНИЯ МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Регуляризованная постановка задачи синтеза системы обучения модели объекта управления.
3.2. Система обучения модели объекта управления с непрерывными возмущающими воздействиями
3.3. Анализ эффективности системы обучения модели объекта управления
3.4. Система обучения модели объекта управления с кусочнонепрерывными возмущающими воздействиями
3.5. Система обучения нейронных сетей с ПИДрегулятором обучающих воздействий .
3.5.1. Математическая модель нейронной сети в пространстве состояний .
3.5.2. Алгоритм обучения нейронной сети в контуре управления
3.5.3. Оценка эффективности алгоритмов обучения нейросетей
0 3.6. Выводы.
4. СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
4.1. Регуляризованная постановка задачи синтеза регулятора управ
ф ляющих воздействий.
4.2. Адаптивные регуляторы управляющих воздействий
4.3. Сравнительный анализ алгоритмов управления
4.3.1. Сравнительный анализ следящих систем автоматического управления нелинейным объектом
4.3.2. Сравнительный анализ алгоритмов управления линейным объектом
4.4. Адаптивная система управления газотурбинным двигателем
4.5. Выводы.
5. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ И НАВИГАЦИИ
5.1. Постановка задач синтеза адаптивной системы демодуляции КАМсигналов, принятых по телефонной сети связи
5.2. Идентификация импульсных функций модели канала связи
Ф 5.3. Анализ эффективности адаптивных систем демодуляции .
5.4. Синтез адаптивной системы автосопровождения изделия АРГС
Э по углам .
5.4.1. Постановка задачи синтеза адаптивной системы автосопровождения
5.4.2. Алгоритм оптимального оценивания положения цели .
5.4.3. Алгоритм формирования управляющего воздействия
5.5. Сравнительный анализ эффективности систем сопровождения .
5.6. Выводы и рекомендации .
6. СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
6.1. Адаптивные ультразвуковые расходомеры вязких сред
6.1.1. Постановка задачи .
6.1.2. Алгоритм оптимального оценивания переменных состояния ультразвуковых расходомеров .
6.1.3. Экспериментальные исследования метрологических характеристик ультразвукового расходомера жидкости .
ф 6.1.4. Экспериментальные исследования метрологических характеристик ультразвукового расходомера газа
6.2. Адаптивная система измерения вязкости и энергии внутримолекулярных связей молекул жидкостей
.ф 6.2.1. Априорная математическая модель вискозиметра
6.2.2. Алгоритм оценивания переменных состояния вискозиметра
6.2.3. Экспериментальные исследования вискозиметра .
6.3. Адаптивная система автоматического регулирования вязкости расплава полимеров в процессе их производства
6.3.1. ПИнаблюдатель переменных состояния поликонденсатора
ф 6.3.2. ПИДрегулятор управляющих воздействий .
6.3.3. Результаты применения в промышленности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Эта система содержит подсистему идентификации математической модели канала связи и подсистему демодуляции. В отличие от традиционных систем демодуляции разработанная система не требует знания законов распределения вероятностей шумов, действующих в канале связи, и реализует алгоритм ПИрегулироваиия интервальных оценок информационных параметров. Разработан алгоритм адаптивного ПИДнаблюдателя углового положения цели для систем автосопровождения СА радиолокационных станций. На базе алгоритмов оптимального управления, полученных в главе 4, разработан алгоритм адаптивного ПИДрегулятора углового положения электроприводной антенны СА. Разработаны предложения по модернизации штатной СА изделия АРГСЭ путем замены существующих алгоритмов алгоритмами адаптивного ПИДнаблюдателя и адаптивного ПИДрегулятора. Выполнен сравнительный анализ характеристик штатной и модернизированной СА. В шестой главе на базе алгоритмов, полученных в главах 2, 3 и 4 диссертации, разработаны адаптивные ультразвуковые расходомеры вязких жидкостей и газов. Получена математическая модель в пространстве состояний турбулентного течения вязких жидкостей в трубопроводах. Приведены результаты экспериментальных исследований метрологических характеристик разработанных ультразвуковых расходомеров. Разработана адаптивная система автоматического измерения вязкости и энергии активации молекул расплава полимеров в трубопроводах. Получена математическая модель процесса течения расплава полимера в сужающем устройстве трубопровода. Разработан алгоритм оптимального оценивания вязкости и энергии активации молекул полимера. Приведены результаты экспериментальных исследований и применения в промышленности разработанной системы. Разработана адаптивная система автоматического управления вязкостью расплава полимеров в процессе их производства. Приведены результаты экспериментальных исследований и применения в промышленности разработанной системы автоматического управления вязкостью. Основной особенностью систем связи 1 и навигации как объектов автоматического управления является то, что они функционируют, как правило, в условиях различного рода априорных неопределенностях о возмущающих воздействиях, особенно создаваемых противником, и процессах, происходящих в отдельных элементах этих систем. Кроме того, эти системы обычно содержат нелинейные элементы. В настоящее время в сетях передачи данных наблюдаются тенденции увеличения количества многопозиционных КАМпсредач 1, 2, . Это обусловлено уменьшением стоимости переданного сообщения и повышением скорости информационного обмена. Однако многопозиционные передачи оказываются очень чувствительными к различным искажениям и помехам, действующим в телефонном канале связи, который использует ограниченную полосу частот Г. В результате происходит межеимвольная интерференция МСИ. В телефонном канале МСИ может простираться на символов 6. Переход с двухпроводной абонентской линии на четырех проводную соединительную линию на коммутационных телефонных станциях АТС обеспечивается дифференциальными системами ДС. Дифференциальные системы всегда недостаточно сбалансированы. Однако изза различия параметров кабелей и не одинаковой длины абонентских линий импеданс линий имеет большой разброс. Как известно, в длинной линии, работающей на несогласованную нагрузку, возникает отражение части сигнала. В двухпроводной линии ничто не препятствует возвращению эхосигнала назад по каналу связи. Вместе с сигналом, передаваемым другим модемом, эхосигнал распространяется по тракту. Несбалансированность дифференциальных систем также является причиной попадания в тракт части сигнала встречного направления. Если отраженный сигнал, отразится второй раз на удаленном конце, тогда приемник получит не только передаваемый ему сигнал, но и его задержанную копию. Кроме того, сигналы, передаваемые по телефонным сетям, искажаются по амплитуде и фазе изза межеимволыюй интерференции с помехами от рядом расположенных витых пар проводов. В модем МО поступает суммарный сигнал у рис. У1к, . Тар, 1Л. ТаЪр 1. Та2р, 1. Т шаг следования символов друг за другом.