Разработка метода синтеза робастных систем управления динамическими объектами в условиях неопределенности
Диссертация
Методы исследования. При теоретических исследованиях в работе использованы: теория оценивания, теория устойчивости, методы идентификации линейных систем, методы пространства состояний, методы модального и оптимального управления, концепция управления по производным наблюдаемых величин. При исследовании разработанных робастных систем управления и их элементов использовался пакет программ Matlab… Читать ещё >
Список литературы
- Красовский A.A. Алгоритмические основы оптимальных адаптивных регуляторов нового класса. // Автоматика и телемеханика. 1995. № 9. С. 104−116.
- Воронов A.A. Основы теории автоматического управления. Часть II. М.: Высшая школа, 1977.
- Из предисловия к сборнику «Новые концепции общей теории управления»: Сборник научных трудов / Под ред. A.A. Красовского. Москва-Таганрог: ТРТУ, 1995.
- Перельман И.И. Анализ современных методов адаптивного управления с позиций приложения автоматизации технологических процессов. // Автоматика и телемеханика. 1991. № 7. С. 3−32.
- Красовский A.A. Адаптивный оптимальный регулятор с переменным порядком наблюдателя и временем экстраполяции. // Автоматика и телемеханика. 1994. № 11. С. 97−112.
- Красовский A.A. Оптимальное управление с адаптацией времени экстраполяции. //Автоматика и телемеханика. 1993. № 2. С. 148−157.
- Саридис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления. М.: Наука. 1980.
- Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа. 1989.
- Красовский A.A. Неклассическая оптимизация и адаптивное оптимальное управление. / /Изв. РАН. Техн. кибернет. 1992. № 6. С. 3−17.
- Фельдбаум A.A. Основы теории оптимальных автоматических систем. М.: Наука, 1966.
- Красовский H.H., Субботин А. И. Позиционные дифференциальные игры. М.: Наука, 1974.
- М.Ивахненко А. Г. Развитие, современное состояние и будущее МГУА (обзор). АН УССР. Автоматика. 1982. № 5. С. 3−17.
- Степашко B.C., Юрачковский Ю. П. Современное состояние теории метода группового учета аргументов. Автоматика. 1986. № 4. С.36−44.
- Харитонов В.Л. Об асимптотической устойчивости положения равновесия семейства систем дифференциальных уравнений // Дифференциальные уравнения. 1978, № 11.
- Джури Э.И. Робастность дискретных систем. // Автоматика и телемеханика. N5. 1996. С. 3−28.
- Поляк Б.Т., ЦыпкинЯ.З. Частотные критерии робастной устойчивости и апериодичности линейных систем. // Автоматика и телемеханика. N9. 1990. С. 3−17.
- Воронов B.C. Показатели устойчивости и качества робастных систем управления. // Известия РАН. Теория и системы управления. № 6. 1995. С. 49−54.
- Жук С. Я. Управление с линейной дискретной динамической системой случайной структуры. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1992. № 2. С. 144 150.
- Бухалев В.А. Оптимальное управление в системах со случайной структурой. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1992. № 4. С. 88−97.
- Баранов В.В., Салыга В. И. Игровая модель адаптивного стохастического управления. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1992. № 4. С. 103−112.
- Бурносов C.B., Козлов Р. И. Исследование динамики нелинейных систем с неопределенностью и возмущениями на основе ВФЛ. I. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1994. № 4. С. 56−63.
- Бурносов C.B., Козлов Р. И. Исследование динамики нелинейных систем с неопределенностью и возмущениями на основе ВФЛ. II. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1994. № 6. С. 117−125.
- Цыпкин Я.З. Робастно устойчивые нелинейные дискретные системы управления. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1992. № 4. С. 103−112.
- Макаров И.М. и др. Новое поколение интеллектуальных регуляторов // Приборы и системы управления. 1997, № 3.
- Гордиенко Е.К., Лукьянуца A.A. Искусственные нейронные сети. I. Основные определения и модели. Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1994. № 5. С.79−92.
- Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика / Пер. с англ. М.: Мир, 1992.
- Нейроинформатика / ГорбаньА.Н., Дунин-Барковский В.Л., Миркес Е. М., Россиев Д. А. и др. Новосибирск: Наука, 1998.
- Терехов В.А. Динамические алгоритмы обучения многослойных нейронных сетей в системах управления // Изв. РАН. Сер. Теория и системы управления. 1996. № 3. С.70−79.
- Ульянов C.B. Нечеткие модели интеллектуальных систем управления: теоретические и прикладные аспекты (обзор). // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1991. № 3. С. 3−28.
- Колесников A.A. Синергетическая теория управления. Таганрог-Москва: Энергоатомиздат, 1994.
- Кухтенко А.И. Основные этапы формирования теории инвариантности. Часть I. Основополагающие работы. АН УССР. Автоматика. 1984, № 2. С.3−13.
- Кухтенко А.И. Основные этапы формирования теории инвариантности. Часть II. Расширение тематики исследований. АН УССР. Автоматика. 1985, № 2. С. 3−14.
- Первозванский A.A. Чувствительность, грубость и эффективность адаптации. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1992. № 6. С. 30−41.
- Растригин Л.А. Статические методы поиска. М.: Наука, 1968.
- Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.: Советское радио, 1975.
- Красовский A.A. Селективно-усреднительный метод решения многоэкстремальных задач. // Автоматика и Телемеханика. 1992. № 9. С. 117−128.
- Наумов А.И., Шелковенков И. Е. Селективно-усреднительный метод поиска глобального экстремума в задачах оптимизации движения динамических объектов. //Изв. АН. Теория и системы управления. 1996. № 6. С. 152−158.
- Красовский A.A. Стохастическая качественная теория поиска экстремума. // ДАН СССР. 1991. Т. 319. № 6. С. 1346−1348.
- Красовский A.A. Непрерывные алгоритмы и стохастическая динамика поиска экстремума. // Автоматика и Телемеханика. 1991. № 4. С. 55−65.
- Крутова И.Н. Применение упрощенной эталонной модели в системе настройки параметров алгоритма управления методом адаптивной идентификации. // Автоматика и Телемеханика. 1997. № 11, с. 131−144.
- Дегтярев О.В., Евстифеев В. В. Модификация алгоритмов настройки параметров в градиентных самонастраивающихся системах с эталонными моделями.//Автоматика и Телемеханика. 1980. № 3, с. 103−112.
- Брусин В.А. Об одной задаче адаптивной подстройки непрерывных управляемых объектов. // Автоматика и телемеханика. 1986. № 3, с. 88−93.
- Решетняк Е.П. Адаптивная дискретная система с настройкой на эталон. // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1992. № 1. С. 223−226.
- Александров А.Г. Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов по частотным характеристикам объекта. // Автоматика и телемеханика. 1986. № 9, с. 163−167.
- Александров А.Г. Адаптивное управление на основе идентификации частотных характеристик. // Изв. РАН. Теория и системы управления. 1995. № 2. С. 63−71.
- Карабутов H.H. Идентификация неопределенных систем. Адаптивные про-порционально-интегралльные алгоритмы с неопределенностью. // Автоматика и Телемеханика. 1997. № 11, с. 118−130.
- Браславский А.Д., Шубладзе A.M. Решение задач быстрой идентификации с помощью многомерных скользящих режимов. // Автоматика и телемеханика. 1980. № 2, с. 72−78.
- Справочник по теории автоматического регулирования. Под ред. A.A. Красовского. М.: Наука, 1987.
- Кабанов С.А. Синтез оптимального управления нелинейной динамической системой с использованием прогнозирующей модели. // Изв. РАН. Техн. ки-бернет. 1993. № 4. с. 141−147.
- Булычев Ю.Г., Манин A.A. Синтез адаптивных систем оптимального управления стохастическими объектами на основе прогнозирующей модели. // Автоматика и Телемеханика. 1995. № 9, с. 81−93.
- Евстратов И.Ю., Кабанов С. А. Управление процессом стабилизации с использованием оптимального адаптивного регулятора // Автоматика и Телемеханика. 1997. № 6, с. 135−143.
- Таран В.Н., Трофименко В. Н. Синтез оптимального метода угловой стабилизации методом прогнозирующей модели // Автоматика и Телемеханика. 1997. № 5, с.82−85.
- Акимов А.Н., Буков В. Н., Мищенко A.A. Алгоритм с прогнозированием в задаче управления с функциональными ограничениями // Автоматика и Телемеханика. 1993. № 3, с. 63−10.
- Кунцевич В.М. Оптимальное управление дискретными динамическими объектами с неизвестными нестационарными параметрами. // Автоматика и телемеханика. 1980. № 2, с. 79−88.
- Маликов А.И., Матросов В. М. Вектор-функция Ляпунова в анализе динамических свойств систем со структурными изменениями. Известия АН. Теория и системы управления. 1999. № 1, с. 47−54.
- Андронов A.A., Понтрягин JI.С. Грубые системы. // Доклады АН СССР. 1937. Т. 14. № 5. С. 247−251.
- Гусев Ю.М., Ефанов В. Н., Крымский В. Г. и др. Анализ и синтез линейных интервальных динамических систем (состояние проблемы). 1. Анализ с использованием интервальных характеристических полиномов. Известия РАН. Техническая кибернетика. № 1. 1991.
- Петров Ю.П. Устойчивость систем при вариациях параметров. // Автоматика и телемеханика. 1994. № 11 С. 186−189.
- Гайдук А.Р. Синтез робастных систем управления с запаздыванием. // Автоматика и телемеханика. 1997. № 1 С. 90−99.
- Гайдук А.Р. Синтез систем управления при слабо обусловленной полноте объектов. // Автоматика и телемеханика. 1997. № 4 С. 133−144.
- Акунов Т.А., Алишеров С., Оморов P.O., Ушаков A.B. Модальные оценки качества в линейных многомерных системах. Бишкек: Илим, 1991. С. 59.
- Солнечный Э.М. Достаточные условия устойчивости неавтономных линейных систем и оценки областей притяжения нелинейных систем. // Автоматика и телемеханика. 1985. № 1 С. 40−47.
- Шубладзе A.M. Способы синтеза систем управления максимальной степени устойчивости. // Автоматика и телемеханика. 1980. № 1 С. 28−37.
- Солодовников В.В., Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Метод фазового пространства в задачах управления линейными конечномерными объектами. С.55−67.
- Красовский A.A. Циклическое оценивание при первичной обработке сигналов датчиков. // Автоматика и Телемеханика. 1988. № 4. С. 52−60.
- Красовский A.A. Адаптивные полиномиальные наблюдатели и идентификация в критических режимах // Автоматика и Телемеханика. 1996. № 10.
- Красовский A.A. О степени устойчивости контуров с переходной функцией в виде интеграла от частичной суммы ряда Тейлора. Доклады академии наук. 1999. Том 364. № 6. С. 752−755.
- Исследование и разработка адаптивных аппаратно-программных средств для тренажеров. Отчет о НИР № 13/98 (Тема «Фигурант»), Москва-Таганрог, 1998.
- Евстратов И.Ю., Кабанов С. А., Сиротинкин В. В. Управление многомерным объектом с помощью самоорганизующегося адаптивного регулятора. Теория и системы управления. № 3. 1997. С. 107 112.
- Мороз А.И. Курс теории систем. М.: Высшая школа, 1987.
- Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1982.
- Квакернаак X., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. М.: Мир, 1977.
- Салычев О.С. Скалярное оценивание многомерных динамических систем. -М.: Машиностроение, 1987.81 .Балакришнан A.B. Теория фильтрации Калмана. М.: Мир, 1988. С. 181.
- Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. -М.: Мир, 1975. С. 683.
- Шильман C.B. Адаптивное прогнозирование временных рядов при наличии систематической составляющей. // Теория и системы управления. 1996, № 2. С. 64−67.
- Голубев Г. А. Минимаксные линейные динамические фильтры минимальной размерности координат линейных динамических объектов. // Автоматика и Телемеханика, 1986. № 6. С. 50−60.
- Гайдук А.Р. Синтез систем автоматического управления по передаточным функциям. // Автоматика и Телемеханика. 1980. № 1. С. 11−16.
- Гайдук А.Р. Об ограничениях, обусловленных заданной частью системы и управляющим устройством. // Изв. вузов. Приборостроение. 1987. № 5. С. 11−16.
- Босов A.B., Панков А. Р. Робастное рекуррентное оценивание процессов в стохастических системах. // Автоматика и Телемеханика. 1992. № 9. С. 102 110.
- Барабанов А.Е., Лукомский Ю. А., Мирошников А. Н. Адаптивная фильтрация при неизвестной интенсивности шумов и возмущений. // Автоматика и Телемеханика. 1992. № 11. С. 93−101.
- Колесников A.A., Гайдук А. Р., Бирко В. В. Синтез оптимальных систем управления при наличии воздействий. Учебное пособие. Таганрог, 1988.
- Бакан Г. М., Одинцова Е. А. Наблюдатель для одного класса линейных систем, обеспечивающий получение точечной и множественной оценок состояния. // Автоматика и Телемеханика. 1986. № 5. С. 162 169.
- Гайдук А.Р. Синтез наблюдающих устройств операторным методом. .// Автоматика и Телемеханика. 1983. № 9. С. 51−57.
- Гайдук А.Р. Оценивание воздействий и инвариантность. // Автоматика и Телемеханика. 1984. № 3. С. 20−29.
- Гроп. Д. Методы идентификации систем. М.: Мир, 1979. С. 302.
- Бывайков М.Е., Ромащев A.A. Линейные разностные уравнения для прогнозирующих фильтров. // Автоматика и Телемеханика. 1990. № 1 С. 53 -65.
- Хейсин В.Е. Об адаптивной фильтрации нестационарных дрейфов. Автоматика и Телемеханика. 1991. № 8. С. 125−132.
- Брусин В.А., Максимов Ю. М. Асимптотическое восстановление вектора состояния в условиях неопределенности модели объекта. // Автоматика и Телемеханика. 1987. № 2. С. 3−12.
- Ваньков А.И. Адаптивное управление динамической системой с параметрическим групповым прогнозированием ее состояния. // Автоматика и Телемеханика. 1990. № 3. С. 103−109.
- Небылов A.B. Дифференцирование сигнала с ограниченными дисперсиями производных в шумах. // Автоматика и Телемеханика. 1992. № 3.
- Булычев Ю.Г., Бурлай И. В. Многократное дифференцирование финитных функций с использованием теоремы отсчетов в задачах оценивания, управления и идентификации. // Автоматика и Телемеханика. 1996. № 4.
- Булычев Ю.Г., Бурлай И. В. Синтез алгоритмов оптимального управления в классе функций с финитным спектром и неравномерной сетке интерполяции. // Автоматика и Телемеханика. 1997. № 2. С. 3−17.
- Красовский A.A., Поспелов Г. С. Основы автоматики и технической кибернетики. M.-JL: Госэнергоиздат, 1962.
- Теория автоматического управления./ Под ред. Нетушила А.В.-М.: Высшая школа, 1976.
- Медведев М.Ю. Оценка производных выходных переменных динамических объектов. Сборник «Аналитические методы анализа и синтеза регуляторов». Саратов, 1998. С. 162−171.
- Гайдук А.Р., Медведев М. Ю. Модальное управление объектами с неизвестной моделью. Сб. Синтез алгоритмов сложных систем. Москва Таганрог, 1997. С.271−276.
- Медведев М.Ю. Управление продольным движением летательного аппарата в условиях параметрической неопределенности при наличии случайных возмущений. Сб. Анализ и моделирование адаптивных, интеллектуальных систем. Ростов-на-Дону, 1998.
- Березин И.С., Жидков Н. П. Методы вычислений. М.: Наука, 1966.
- Пьявченко Т.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами и техническими объектами. Таганрог, 1997. С. 127.
- Справочник по теории вероятностей и математической статистике. Коро-люкВ.С., Портенко Н. И., Скороход A.B., Турбин А. Ф. М.: Наука, 1985. С. 640.
- Гайдук А.Р. Алгебраические методы анализа и синтеза систем автоматического управления. Ростов н/д., 1988.
- И.С. Иохвидов. Ганкелевы и теплицевы матрицы и формы. М.: Наука, 1974. С. 263.
- Бахтизин Р.Н. Оценка порядка линейных объектов по экспериментальной информации. // Автоматика и телемеханика. № 3. 1992.
- Стригоцкий В.М. Выбор параметров запаздывания и порядка линейных моделей динамических систем при структурной идентификации. // Автоматика и телемеханика. № 4. 1997. С. 94−102.
- Карабутов H.H. Определение порядка линейной динамической системы. // Автоматика и телемеханика. № 4. 1991. С. 180−183.
- Маркус М., Минк X. Обзор по теории матриц и матричных неравенств. М.: Наука, 1972.
- Гайдук А.Р., Медведев М. Ю. Идентификация динамических объектов по оценкам производных наблюдаемых сигналов. Сб. трудов международной научно-технической конференции «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности». Таганрог, 1999.
- Боднер В.А. Теория автоматического управления полетом. М.: Наука -1964.
- Гайдук А.Р. Об одной форме уравнений систем в переменных состояния. Сборник «Синтез алгоритмов сложных систем». Выпуск 5. Таганрог, 1984. С. 52−55.
- Красовский A.A. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: 1975.
- Красовский A.A. Интегральные оценки моментов и синтез линейных систем. // Автоматика и телемеханика. № 10. 1967.163
- Зубов В.И. Математические методы исследования систем автоматического регулирования. JL: Машиностроение, 1974.
- Колесников A.A., Балалаев Н. В. Синергетический синтез нелинейных систем с наблюдателем состояния. Сборник научных трудов. Новые концепции общей теории управления. Таганрог, 1997. С. 101 113.
- Колесников A.A. Основы синергетической теории синтеза нелинейных динамических систем. Сборник научных трудов. Новые концепции общей теории управления. Таганрог, 1997. С. 66 101.
- Выбор объекта управления из списка имеющихся в базе данных объектовcase 1chl = menu ('Choose a plant', 'l)plane', '2)motor', '3)new', '4)plint') — switch chl case 1
- Plant = 'plane'- % имя выбранного объекта y0 = 5*randn (2,1) — % задание начальных условий на объекте а2 = randn- % случайное значение неопределенного параметраtype plane- % вывод уравнений объекта на экранdisp ('Press any key1) — pause- case 2
- Plant = 'Motor'- % имя выбранного объекта y0 = 20- -5- 5.- -Js задание начальных условий на объекте type motor- % вывод уравнений объекта на экранdisp ! 1 Press any key') — pause- case 3
- Plant = 'new1- % имя выбранного объектаy0 = 0.2- 0.3- -0.1.- % задание начальных условий на объектес = 1, 0, 0. -b = 0- 0- 1.- % выбор параметров объектаtype new- I вывод уравнений объекта на экранdisp ('Press any key') — case 4
- Выбор параметров наблюдателя производныхase 2while sign2 == 0, ch2 = menu ('Tuning the filter', '1)The filter step (0.01 c usually) ',. .
- Выбор управления, подаваемого на объектcase 3ch.3 = menu ('Choose a regime of the system operating',.ljestimate and control', '2)estimate only') — switch ch3 case 1sign3 = 1-ch31 = menu ('Choose a kind of control', '!) The modal control',.
- Control with FOR') — switch ch31 case 1sign3 = 1- case 2sign3 = 2- end- case 2sign3 = 0- end -1.ыполнение основного тела программыcase 4signO = 1-
- Выбор наблюдателя производных, используемого в управляющем устройствеcase 5ch4 = menu ('Choice a kind of the filter',. '1) The recurrent observer',.
- The recurrent FKB',. '3) The filter of Kalman-Krasovskiy')-1. Выход из программыcase бreturn end- end-i Вызов основной исполняемой программыswitch ch4 case 1 close- klmcasl- case 2 close- klmcas2- case 3 close- k 1 rri 3 — end-
- Исполняемая программа с квазистационарным наблюдателем производныхglobal г U yyl tt2 уу2 г countl yfO varl var2 var3 var4 var5 var6. dtf nc nint Plant kalman sign3 n nmax yy tspl wwO ul u2 a2 yO с b mtt = 0-
- Tk = input ('Input the time of operating of system Tk = ') — T input ('Input the time of cycle T = ')-mt = input ('Input the type of plant mt = (1 for triangle, 2 for other) ')tnu = 0-
- F2 = Т" 2/2, ТЛ2 / 2 — -Т, Т. -
- U = -(1/bv (2,1))* (24, 9.4. *[yfO (1, 1) — yf0(1,2)] + del) case 2
- U = -(l/bv (2,1))*(15, 7.25.*[yfO (1,1) — yf0(1,2)] + del) case 4
- U = -(l/bv (2,1))M 26, 7.9.*[yfО (1,1) — yfO (1,2)1 + del) encocase 3% Порядок объекта равен трем switch fix (Т/0.05) % Вычисление управления для разных Тcase 1
- U = -(l/bv (3,1))*(60, 41, 29.55.*[yf0(1,1) — yf0 (1,2) — yf0(1,4)] + del) case 2
- U = -(l/bv (3,l))* (60, 41, 29.55.*[yf0(l, 1) — yf0(l, 2) — yf0(l, 4)] + del) case 4
- U = -0.56-а12(1,4), -1.5-а12(2,4).*Р2Л-1*[w0- wl]case 2
- U = -0.3-а12 (1,4), -1.1-а12(2,4).*P2"-1*[wO- wl]case 4
- U = --0.512-а13 (1,4), 1.92-al3(2,4), -2.4-а 13(3,4).*РЗЛ-1*[wO- wl- w2]case 2
- U = --0.216-al3 (1,4), 1. 08-al3(2,4), -1.8-al3(3,4).*РЗЛ-1*[wO- wl- w2]case 4
- Второй рекуррентный наблюдатель второго порядка
- Вычисление порядка объекта^switch ncase 0% Если порядок неизвестен if с о u n 15 ≥ round (T/dtf)while jl ≤ 4,
- Считаем, что разработанная Медведевым М. Ю. теория синтеза и методы инженерного проектирования систем управления летательного аппарата позволяет создавать авиационные тренажеры нового поколения.
- Заместитель директора по научной работе1. Ведущий научный сотрудник1. Главн ый экономист1. Г. Д. Титоренко1. В.А.Иванов1. В. Г. Гофер