Введение к работе
Актуальность томы. U диссертационной работе рассмотрены ipocu исследования и разработки нелинейных импульсных систем случайной дискретизацией.
Дискретизация по времени непрерывно изменяющихся сообщения іяется неотъемлемой, принципиальной особенностью фушщнониро-!ия импульсных систем управления и контроля. В большинстве гчаев такие системы проектируется и анализируются в предполо-іии постоянства интервала дискретизации, но .что условие выпол-ітсл далеко на всегда. Нерегулярность или случайность ыо'-'янтоп :кретизации мотет объясняться кап ^"чическичи особенностей ікциониропания систем, так и вводить-, п преднамеренно для улуч-!ия качества их работы. Случайность или нерегулярность, свя-іная с функционированием систем, объясняется или самой приро-I систем, как зто ииеет место, например, в человеко-машинных и логических, некоторых злектромеханичяских системах, в сксте-:, использугщкх радиоиэотопнне и квантовые оптические датчики, [ алгоритмами работы систем, что характерно, в частности, для тровктс многоканальных систем управления - при асинхронном об-!в информацией с периферийными устройствами, наличии системы юритотов периферийных устройств, вариациях программ обработки них н т.п. Преднамеренно случайность дискрзтиэяцин нспользу-:я, в частности, в импульсных радиолокационных системах в це- борьбы с активными помехами, в некоторых стохастических картельных преобразователях и вычислительных устройствах анало-ого типа.
Традиционные методы исследования импульсных систем, напрн-I, с использованием теории дискретного преобразования Лапласа : эквивалентного ему аппарата 2. -преобразования применимы, :и случайность в моментах дискретизации отсутствует или неве-:а по сравненир с регулярной дискретизацией. Но если данная -чайность существенна или вводится преднамеренно, ее обяза-ьно необходимо учитывать, при этом известные методы анализа вботоспособны. Так, при случайной дискретизации сигналов стаятся случайными основные характеристики системы, в частности, іедаточная, переходная, импульсная переходная функции, в пе-ггностном аспекте следует рассматривать устойчивость замкнутых
систем и качество их работы.
Линейные системы со случайной дискретизацией чаще всего анализируют, используя аппарат аналого-дисігротного преобразования Лапласа (математическое окидание дискретного преобразованиі Л.пласа - МОДПЛ), С помощью такого подхода удается получить выражения для анализа устойчивости и предложить методику близкую котодико анализа импульсных систем с регулярным квантованием,
К сожалению, к нелинейным системам со случайной дискротиз? цией такой подход неприменим. Попытка использовать аппарат двумерного преобразования Лапласа, как это сделано для нелинейных систем с регулярным квантованием приводит к практически нореіааі мым выражениям дажо для систем первого порядка.
Повышение технических и эксплуатационных требований к сне темам управления и контроля, широкое использование в них управ ляющих ЦВМ и возникающие в езязг. с этим новио постановки акали практических задач приводят к необходимости более широкого исследования функционирования отих систем, п частности и в услов ях случайности моментов дискретизации.
В связи со сказанным, представляэтел актуальным раэвктие методов исследования нелинейных амплитудно-импульсных систем с случайной дискретизацией (НИСУСД), охватывавчих различные зада анализа данных систем, включая вопросы их применения на практи
Исследования, проведенные в данной диссертационной работе выполнялись в соответствии с заданиями межвузовской научно-тея нической программы "Автоматизация научных исследований" по пру вазу Минвуза СССР )f 5J3 от 5.03.66 г.
Целы работы является разработка аналитических и численні методов исследования нелинейных амплитудно-импульсных систем j равления со случайной дискретизацией и практическое применение разработанных методов при решении задач исследовательского, П] иэводственного и учебного характера.
Для достижения цели в работе решаются следующие задачи:
-
Анализ известных подходов к исследованию рассматривав систем,
-
Разработка аналитических методов исследования нелиней импульсных систем со случайной дискретизацией.
-
Разработка численных алгоритмов исследования,
-
Создание библиотеки программ для комплексного исследо ния рассматриваемых систем.
5. Разработка и исследование систем и устройств, относящих-п к изучаемому классу.
Методы исслрдопания. В диссертации использованы методы твоїй случайных потокоп, вероятностей, автоматического управления численные методы, d частности, метод имитационного моделирова-
Ш.
Научная новизна. Основные научные результати заключается і' іедующсм:
1. Разработаны аналитические методы анализа устойчивости
1СУСД, в частности, с использованием аппарата стохастических
дикций Ляпунова получены достаточные условия вероятностной ус-
ійчивости при однозначных нелинейностях сеісторного типа; на ос-
)во модификации метода гармонического баланса сформулированы
(обходимые условия вероятностной устойчивости при нэлинейностях
произвольной безынерционной характеристикой.
-
Разработаны численныэ алгоритмы комплексного анализа и (дэлнрованил НИСУСД.
-
Созданы програмуй иоделирования функционирования НЖУСД, поиоцьс которых получена оценка влияния случайности дискретк-іции на качество функционирования рассматриваемых систем.
-
Разработаї! и внедрен ряд устройств к систем, принцип ійствия которых связан со случайной дискретизацией сигналов.
Практическая ценность работы. Разработанные методы, алго-ітіш и программы могут быть использованы при анализе и оптими-іции цифровых систем управления и контроля человеко-машинных и верительных систем и устройств, в которых проявляется случай-ість дискретизации, позволяя:
проводить анализ устойчивости НИСУСД;
исследовать качество переходных процессов;
осуществлять параметрическую оптимизацию данных систем, С использованием данных методов разработаны и исследованы
ідификации цифровой системы стабилизации скорости вращения [ветродвигателя постоянного тока, систем стабилизации линейной :орости магнитного носителя информации в регистраторе полетных .иных летательного аппарата, ряд первичных преобразователей іформации.
Алгоритмы, программы, системы и устройства внедрены в раде іганизаіий с укапанном технического эффекта и зкономического
!>'!4чкта в 213 тис. рублей.
Апробащія роботи. Основные результаты диссертационной pa ти докладывались и обсуждались на Всесоюзном семинаре "Микроп i;-!0.copiuw системы и персональные компьютеры" (Смоленск, 1935 на 6-Й и 9-й Всесосаных конференциях "Планирование и организа пкспвряменга в научных исследованиях" (Ленинград, 1936; .'йскв 1939); на 3-Я я 4-й Всесоюзных конференциях по перспективам и опыту внедрения статистичесних методов в АСУТП (Тула,1939; IS на 3-й Всесоюзной конференции "Перспективные методи планировя п анализа оксперимеита при исследовании случайных полей и-прс сов" (Гродно, 1983); на 2-й Всесоюзной конференции "Микропрої сорные системы автоматики" (Новосибирск,1990).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из di дения, четырех глав, заключения, списка литературы, включасщ( 106 наименований, приложения. Диссертационная работа содертак страниц машинописного текста, 59 рисунков, 2 таблицы.
Похожие диссертации на Исследование и разработка нелинейных импульсных систем управления со случайной дискретизацией
