Введение к работе
Актуальность проблемы.
Системы автоматического управленім п регулирования являются сложными объектами для теоретического н экспериментального изучения, поскольку требуется учет многих особенностей междисциплинарного характера. Выбор управления в этих системах представляет собой итерационный процесс, включающий выбор и оценку параметров и свойств динамической модели, формирование целей и задач управления, выбор характера и вида управляющего воздействия, рекомендации по конструктивно-технологическим компонентам практической реализации. Поэтому внимание к математической модели объекта, анализ и оценка спектра динамических свойств вполне объяснимо. Логичным стремлением является и разумное упрощение модели, приведение ее к виду', позволяющему использовать более простые аналитические средства.
Заметим, что любые приборы, регистрирующие изменение наблюдаемых параметров, обладают избирательностью, для них характерны зоны нечувствительности, загрубление и определенный "размыв" результатов, что хорошо известно в теории измерений. В связи с этим неоднократно появлялись высказывания, направленные на необходимость понимания и учета того, что параметры реальных объектов по отношению к данным аналитического исследования, находятся в некоторой зоне "размыва", часто называемого "трубкой". Такие соображения не могли не привести к предложениям о введении эквидистанты как некоторого образа зависимости, полученной аналитически, но содержащей вполне определетгую информацию, учитывающие реальную природу объекта. В свою очередь, построение эквидистанты для исходных зависимостей можно рассматривать как один из приемов аппроксимации, упрощение моделей, сокращая тем самым объем последующих экспериментальных исследований, часто требующих больших материальных затрат.
Эквидистанты, как своеобразная форма интегро-дифференциальных преобразований исходных данных, позволяют производить в определенных пределах аппроксимацию характеристик, создавая возможность использования на последующих этапах развитых методов теории автоматического регулирования и управления. В большей степени, такие подходы, представляют интерес для работы с моделями в виде колебательных систем, находящихся под действием возмущений широкого частотного диапазона.
Учитывая большую роль и значение моделирования, как необходимого этапа в оценке, изучении свойств объекта, прогнозе его динамического поведения, расширение концептуальной базы исследования введеішем новых приемов и методических подходов, настоящая работа представляется актуальным и современным направлением научных изысканий.
Целью работы является разработка, исследование и изучение возможностей оценки состояния и управления динамическими свойствами объектов автоматического управления и регулирования на основе подходов, связанных с введением эквидистант как структурного приема аппроксимации характеристик.
Методы исследования.
При теоретических исследованиях использовались методы теории автоматического управления, теоретической механики, теории колебаний, динамики и прочности машин, математическое моделирование динамических процессов.
Научная новизна работы.
Разработана концепция моделирования технических систем на основе использования эквидистант как приема аппроксимации.
Разработаны подходы к реализации специального интегро-дифференциального преобразования исходных однопараметрических и двухпараметрических кривых.
Предложены приемы построешія эквидистантных частотных характеристик для колебательных систем с одной и двумя степенями свободы, разработан аналитический метод построения переходных процессов.
Разработаны методика и программа выбора параметра эквидистанты в зависимости"от допустимой точности вычисления.
Практическая ценность работы.
Разработано научно-методическое обеспечение под задачи моделирования технических систем, позволяющее на стадии предварительной оценки динамических свойств и характеристик, реализовать процедуры аппроксимации ла основе специализированных интегро-дифференциальных преобразований.
Разработаны программы, методические материалы и рекомендации для практического использования в приложении к задачам динамического синтеза по частотным характеристикам моделей в виде колебательных систем.
Достоверность результатов подтверждается данными, полученными численными экспериментами на ЭВМ.
Апробация паботы.
Основные теоретические положения, результаты, выводы и рекомендации доложены, обсуждены и получили отзывы на:
международной научно-технической конференции "Повышение эффективности производства и использование энергии в условиях Сибири'' (Иркутск, ИрГТУ, 1999);
научно-технических конференциях ВСТУ г. Улан-Удэ, 1999; г. Омск, 1999;
ежегодных научно-технических конференциях Ангарской государственной технологической академии, 1996 - 1999 гг.
ежегодных научно-технических конференциях Иркутского института инженеров транспорта, 1997 - 1999 гг.
Публикации.
По результатам диссертационной работы опубликовано двенадцать научных работ.
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, четырех приложений. Работа изложена на 170 стр., включает 65 рис. Список литературы содержит 125 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
