Теория и методы анализа нестационарных транспортных систем управления

• Автор: Горелик, Владимир Юдаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ

1 .ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Об щие положения

1.2. Разработка математической модели управления на участке

1.3. Устойчивость управления движением поездов на участке

1.4. Чувствительность системы управления к изменению параметров, определяющих движение на участке

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА УСТОЙЧИВОСТИ ПЕРИОДИЧЕСКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИСТЕМ

2.1. Краткий исторический обзор

2.2. Разработка метода анализа устойчивости периодически нестационарной системы.

2.3. Разработка обобщенной методики определения корней характеристического уравнения нестационарной системы
2.4. Приведение уравнения системы к каноническому виду
2.5. Определение реакции системы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИСТЕМ НА
ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
3.1. Основы метода вычисления импульсной переходной функции ,т
3.2. Оценка точности вычисления
3.3. Анализ вида импульсной переходной функции во временной области случай простых полюсов
3.3.1. Комплексные корни
3.3.2. Действительные корни
3.3.3 . Кратные корни
3.4. Разработка метода определения переходной функции Л,т
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДИСКРЕТНЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИСТЕМ
4.1 Разработка метода анализа систем 2го порядка
4.2. Разработка общего метода анализа
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ 0 НА УЧАСТКЕ
5.1. Общие положения
5.2. Разработка модели для определения устойчивости управления
5.3. Методика определения устойчивости и чувствительности 2 графика движения поездов
5.4. Расчет информационной загрузки диспетчера по управлению 2 движением поездов
6 РАСЧЕТЫ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ
УСТРОЙСТВ
6.1 Расчет устойчивости параметрического преобразователя 0 частоты
6.2 . Построение областей устойчивости
6.3 Расчет параметрического преобразователя частоты 7 общего вида
6.4. Приведение систем линейных дифференциальных уравнений с 4 периодическими коэффициентами к каноническому виду ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В некоторых работах [9, , , , 8, ИЗ, 4, 9, 5, 0, 3, 1, 7, 5, 5,0, 6] отмечалась важность определения устойчивости управления движением (графика движения поездов), однако эта задача рассматривалась с точки зрения устойчивости разностной схемы, без учета многочисленных параметров объекта управления. С вопросами устойчивости тесно связана чувствительность системы управления к отклонениям значений ее параметров от номинальных значений. Разработка методов анализа устойчивости и чувствительности позволит более полно использовать результаты, полученные в перечисленных работах. Общая схема такого использования следующая: пусть каким-либо способом получено приближенное (численное) решение для сложной системы управления (например, график движения поездов на участке; режим автоведения; режим работы двигателя и т. Рассмотрим этот подход подробнее. Традиционные технологические методы не обеспечивают устойчивость перевозочного процесса» [5, 6, 7]. Требуется выработка научных принципов взаимодействия всех сторон, обеспечивающих эксплуатационную работу транспорта. Эффективным средством анализа и реализации управления является моделирование перевозочного процесса. Система диспетчерского руководства движением поездов сложилась более лет назад. Ключевым вопросом совершенствования организации диспетчерского управления на современном этапе является достижение рационального сочетания элементов централизованного и децентрализованного управления с учетом особенностей района управления, технических и финансовых возможностей и т. Совершенствование процесса управления поездопотоком ориентировано на использование достижений научно-технического прогресса и, в первую очередь, вычислитель-О ной техники. Использование средств вычислительной техники иногда сводится лишь к ее механическому накоплению без достаточного обоснования. Простое насыщение рабочего места поездного диспетчера средствами вычислительной техники не может дать большого выигрыша. Необходим системный подход при разработке модели управления движением поездов на участке. При этом надо исходить из того, что система управления являем ется эргатической. От степени адекватности модели реальному объекту будет в большой мере зависеть и качество управления этим объектом. Наиболее удобны для анализа аналитические математические модели. Как указывалось выше, для разработки математических моделей могут применяться различные подходы, например: применение теории массового обслуживания, использование разностных или дифференциальных уравнений и т. Так как модель использует обыкновенные дифференциальные уравнения, то для ее исследования применим хорошо разработанный математический аппарат. То есть могут быть поставлены задачи устойчивости, чувствительности, качества управления и т. О зав ее с технологическими параметрами управляемого участка. Имеются хорошо разработанные методы численного решения дифференциальных уравнений и интегрированные математические пакеты (МаЬюас! Мар1е V, МаЬ1етабса и другие). Использование теории вместо эмпирически подобранных алгоритмов позволит применять полученные результаты для более широких целей. Обозначенный подход позволяет поставить новые задачи, до настоящего времени не рассматриваемые в работах отечественных и зарубежных специалистов. Это представление движения поездов на участке как системы автоматического управления, реализующей периодический процесс. То есть ядро нормативного графика движения поездов должно быть обеспечено на протяжении достаточно длительного времени (квартал, сезон и т. В этом случае правомерно ставить вопрос об определении устойчивости такого периодического режима. Кроме этого становится возможным определение чувствительности системы управления движением поездов к параметрам, определяющим это движение. Качественный анализ системы управления движением поездов на участке невозможен без создания модели управляемого объекта. Совокупность поездов на участке представляет собой сложную систему, которая допускает описание различными математическими методами; мы воспользуемся описанием с помощью дифференциальных уравнений [, ,]. Процесс диспетчерского управления движением поездов на участке может быть представлен в виде блок-схемы рис.