Введение к работе
Актуальность теш. Один из перспективных путей повышения эффективности использования САУ состоит в придании им свойств приспосабливавмооти. Практическое использование таких систем требует разработки удобных и простых., методов их расчета и проектирования и может быть достигнуто применением подходов, основанных на использовании достижений современной теории устойчивости.
Существует несколько оо>ективных 'причин, обусловивийпс" возникновение и применение адаптивных систем при управлении сложными производственными процессами. Во-первых. ВТО практическая потребность в улучшении показателей качества и в упрощении способов настройки . автоматических регуляторов. Во-вторых, в некоторых случаях только использование принци.-jb адаптации и позволяет решить поставленную задачу.
Анализ литературы, и материалов различных научных форумов показывает, что до сих нор нет простых способов построения адаптивных систем. Под простотой здесь понимается простота расчета законов адаптации, а также простота их технической реализации. Несмотря на большое количество работ по теории управления в адаптивных системах и широкую область важных приложений этой теории, последняя находится в состоянии, далеком от запросов инженерной практики. Хотя от общетеоретических вопросов и перешли к постановке и решению конкретных задач управления, однако многие стороны этой проблемы еще недостаточно разработаны. В частности, методы и системи адаптивного управления о. МЭ, применяемые ухе более 30 дет, до сих пор не имеют единого подхода, а вопросы проектирования И проотые методы их расчета не нашли широкого отражения в литературе и мало известны в инженерной практике.
Большую роль в построении и разработке теории синтеза адаптивных систем играют разнообразные ввристические соображения, впитавшие в себя огромный опыт, интуицию а глубокое понимание содержания предмета, имеющиеся сегодня у инженеров. Математик с аго - традиционной манерой мышления-часто оказывается бессилен там, где инженер получает результаты, вполне удовлетворяющие практику» Существует определенное противоречие на стыке "разработка теории - внедрение", ибо первую половину проблемы решают математики, в
оолылинстве своем далекие от запросов првктики, и, вслздстш этого, зачастую предлагающие решения, трудно реализуемые в СА Вторую половину проблемы решают инженеры-практики проектировщики, в большинства своем не обладающие достаточн математической культурой, чтобн приспособить достижения теории своим нуадам. Поэтому сложилась диспропорция в количествах рабої относящихся к теоретической и прикладной сторонам проблемы: одной стороны, наличие большого числа теоретических работ, а другой - почти полное отсутствие работ прикладного хахорактера. Из класса адаптивных систем выделяется специально категория систем, получивших название адаптивных систем моделью-эталоном (АСМЭ). Характерные особенности структуры эта систем либо не позволяют применить непосредственно известны методы анализа и синтеза одномерных систем, либо их использовани в классическом виде встречает существенные трудности. Возникав необходимость в создании эффективных методов анализа и синтез АСМЭ. Дальнейшее повышение эффективности-использования адаптивны САУ связано с разработкой теоретических и практических методов і расчета, основанных на простых, обеспечивающих устойчивость і заданное качество управления алгоритмах, удобных дл) автоматизации проектирования. Вместе с тем, к настоящему времеш еще мало исследованы метода анализа и фактически не рассмотрен» вопросы, позволяющие количественно связать заданные показател качества адоптивных систем с требуемыми значениями настрові регулирующих устройств. Следовательно, разработка алгоритмов к процедур расчета механизма адаптации приспосабливающихся систем, ориентирующихся _ на использование персональных ЭВМ при использовании САПР САУ представляет теоретический и прэктическиЯ интерес.
Объект исследований. В качестве объекта исследования рассматриваются адаптивные системы с моделью-эталоном, теория, методы и средства их проектирования.
Целью диссертационной работа является повышение эффективности адаптивных сиотем управления и идентификации.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели необходимо решить еледующие задачи:
- разработка универсальной структуры АСМЭ, справедливой для
систем, йспользупцих в своих схемах модели различного назначения
и.способов включения;
і фввработко мз>гс|да оиитова мвхыаюма вдоітевдаи для типово*
структуры,обеспечивающего АСМЭ асимптотическую гипорустойчивость;
- распространение области применения метода на частіша
структуры и условия функционирования АСМЭ;
разработка процедури автоматизированного синтеза адаптивных регуляторов по переменным сост^.шия, сочетающих овойства линейных оптимальных систем и гибкость адалтив^лх идентификаторов;
- разработка алгоритмов и практических схем адаптивних
оптимальных системи управления о гибридным показателем качества,
- разработка теории и схемы адаптивного дифференцирующего
устройства с параллельной нелинейной МЭ;
- постановка задачи и решение частных вопросов анализа АСМЭ.
метода исследований основаны на использовании результатов
современной теории автоматического управления, тео^чи гиперустойчивости и оптимального управления, методов моделирования на аналоговых и цифровых ЭВМ. Автор защищает:
метод и процедуру синтеза механизма адаптации АСМЭ;
методику проектирования и типовые структуры АСМЭ;
структурные, nporj: ммные и схемные решения адаптивных регуляторов;
методику и структуру построения адаптивных систем с гибридным критерием качества;
методику получения оценок показателей качества АСЫЭ;
процедуру автоматизированного сиитезв адаптивных регуляторов по переменным состояния; '
принципы построения адаптивного дифференцирующего устройства, как адаптивной системы с моделью-эталоном;
принцип и методику построения универсальных нелинейных функциональных преобра .ователей как АСМЭ;
структуру, принципы поотроения и методику применения программных комплексов САПР САУ; КОПРАО и АШЭДИС.
Научная новизна работы заключается в ! теоретическом обосновании и разработке алгоритмов и эквивалентных структур АСМЭ, позволяющих Свести задачи 'анализу и синтеза исходной адаптивной системі к задаче гиперустойчивости.
Практическая ценность работы заключается в разработка простого методе сингеза махннзма адаптации АСМЭ, схемных решений вдзптиБнит. систем, регуляторов, вычислительных устройств и
програшних средств САПР САУ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на международных симпозиумах iria (Франция), совместных конгрессах академий и семинарах АН РМ, на межреспубликанских научно-технических конференциях (Кишинев, Вильнюс, Минск. Аннаба, Алжир).
По теме диссертации опубликовано 21 работ и статей, включая 3 авторских свидетельства СССР на изооретения и 6 учебных пособий для ВУЗов.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, десяти глав и заключения, содержание которых изложено на 303 страницах, иллюстрированных 94 рисунками, перечня литературы, включающего ЗІЄ наименований и приложения.
