Модели и алгоритмы робастных систем управления нестационарными объектами

• Автор: Галаган, Татьяна Алексеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПРОБЛЕМА РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ СУЩЕСТВЕННО

НЕСТАЦИНАРНЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

1.1 Характеристика проблемы робастного управления в условиях априорной неопределенности и нестационарности

1.2 Математические модели робастных систем управления.

1.3 Использование критерия гиперустойчивости при построении алгоритмов робастного управления
1.4 Характеристика базовых этапов метода разработки нестационарных систем робастного управления

1.5 Особенности построения робастных систем управления

с запаздыванием по состоянию и запаздыванием нейтрального типа .

1.6 Способ модификации робастных алгоритмов управления.

Выводы по первой главе
Глава 2. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ
СИСТЕМ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ.
2.1 Общая постановка задачи построения алгоритмов робастного управления в условиях априорной неопределенности
2.2 Алгоритмы систем робастной стабилизации нестационарных объектов
с неявным эталоном.
2.3 Алгоритмы систем робастного управления нестационарными объектами с явным эталоном
2.4 Разработка робастных алгоритмов нестационарных систем управления
с явнонеявным эталоном.
2.5 Робастные регуляторы для нестационарных систем
с запаздыванием по состоянию
2.6 Проектирование робастных регуляторов для нестационарных систем
с запаздыванием нейтрального типа.
2.7 Модификация алгоритмов робастного управления нестационарными объектами
2.8 Моделирование непрерывных систем робастного управления
Выводы по второй главе
Глава 3. МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ГИБРИДНЫХ СИСТЕМ
РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Метод непрерывных моделей в задаче построения гибридных систем робастного управления нестационарными объектами
3.2 Разработка цифровых алгоритмов гибридных нестационарных систем робастного управления .
3.3 Моделирование гибридных систем робастного управления существенно нестационарными объектами
Выводы по третьей главе
Глава 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РОБАСТНЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ.
4.1 Пакет прикладных программ в интерактивной среде МааЬ
4.2 Прикладное моделирование робастных систем управления
на примере электропривода.
Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Результаты имитационного моделирования
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Акты
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Однако одна лишь устойчивость не может обеспечить качественное функционирование этих систем. Необходимо добиться желаемого качества процессов в системах управления, что невозможно без решения задач синтеза, которые бы обеспечивали заданные характеристики систем. Появление в -х годах радиолокации, импульсной радиосвязи стимулировало развитие теории как непрерывных, так и импульсных или дискретных систем. В результате была заложена основа статистической теории непрерывных и дискретных систем управления [6]. Многие эффекты, возникающие при их работе, нельзя объяснить лишь линейной теорией. Стало необходимо учитывать результаты, вытекающие из теории нелинейных колебаний и нелинейных систем управления. В настоящее время существует значительный класс нелинейных нестационарных систем автоматического управления. Изменение параметров объектов в таких системах происходит под влиянием различных факторов, к числу которых в первую очередь относят переменность масс, моментов инерции, возмущающих сил и режимов работы. Для упрощения проектирования и расчета нелинейных нестационарных систем изменяемые параметры делают зависимыми от времени работы. На практике нелинейные стационарные системы во время работы стараются приблизить к стационарным, применяя различные методы. Один из них основан на создании в системе скользящего режима путем образования такой гиперплоскости переключения, когда все траектории объекта, достигая выбранной поверхности, проходят через начало координат. Существенное развитие получила теория релейных систем управления с переменной структурой []. Другой метод заключается в самонастройке параметров за счет сравнения сигналов, снимаемых с реального объекта, с данными его модели, включенной в систему управления. Введение средств самонастройки позволяет создавать автоматические системы, инвариантные по отношению к изменению собственных параметров объектов управления практически во все время их работы. Одним из факторов, существенно затрудняющим развитие теории управления, является «сложная» природа современных систем управления. Такие системы характеризуются большой размерностью векторов входа, выхода и состояния, т. СЛУ, на которые возлагают много функций. Расширение диапазона условий эксплуатации приводит к ужесточению требований, следовательно, ведет к усложнению системы []. Следующей особенностью при построении высококачественных систем является неопределенность характеристик объекта управления и постоянно действующих внешних помех, т. К причинам неопределенностей относятся: отсутствие «хороших» математических моделей объекта управления на стадии проектирования, отсутствие или недостаток сведений о возможных условиях работы системы, сложность измерения режимных факторов и др. При эксплуатации системы параметры объекта управления и среды функционирования могут изменяться непредвиденным заранее образом, и тогда к числу факторов неопределенности относятся: изменение режимов работы оборудования (например, нагрузки), нестабильность характеристик сырья и топлива, загрязнения и износ оборудования []. Неполнота априорной информации об объекте и сигналах привела к необходимости построения адаптивных систем управления объектами, т. Развитие теории адаптивного управления получило свое развитие с начала -х годов. В этих системах присутствует специальный контур адаптации, который по оценкам параметров объекта настраивает параметры регулятора таким образом, чтобы с течением времени достичь оптимального режима работы всей системы управления. Важным этапом в развитии адаптивных систем явилась идея построения алгоритмов адаптации на основе второго метода Ляпунова [] или теории гиперустойчивости [-, , 2 - 4, 3, 4]. Существенный вклад в решение задачи управления в условиях нелинейности и нестационарности внесен A. A. Красовским, В. Н. Фоминым, А. Л. Фрадковым, Я. З. Цыпкиным, В. А. Якубовичем, И. Д. Ландау, Р. Веллманом, В. М. Поповым, С. В. Емельяновым, В. И. Уткиным, Е. Л. Ереминым. С именами этих авторов связаны, в основном, адаптивные подходы.