Введение к работе
Актуальность теки.Диссертация посвящена исследованию вопросов построения адаптивных и помехоустойчивых систем стабилизации управляемых нелинейных механических систем,описываемых уравнениями Лэгрэнка 2-го рода.Разработка адаптивных и стохастических систем управления,вызванная потребностями современного производства,обусловлена прежде всего их способностью за счет обратных связей самонастраиваться на номинальное(программное)движение при наличии разного рода возмущений и неопределенности.Именно поэтому адаптивные и стохастические системы управления находят все более широкое применение в автоматизированных управляемых комплексах,машинах и механизмах,где использование средств вычислительной техники создает большие возможности для работы таких систем.Проектирование эффективно действующих механических систем(ИС) .отличающихся высокой точностью стабилизации,быстродействием и гибкостью,сегодня уже невозможно без учета динамических особенностей.механи-ческих свойств всей системы,при игнорировании адаптивных или вероятностных моделей функционирования.Именно по этим причинам традиционные методы управления,ориентированные на детерминированную с упрощенной динамикой систему.двигающуюся по жесткой программе, нельзя признать удовлетворительными.
Дель -работы состоит в исследовании и построении обобщенной универсальной механической модели управляемых адаптивных и стохастических систем,разработке методов аналитического конструирования систем управления,обеспечивающих стабилизацию движения системы в двух вариантах задач: в условиях,когда ряд существенных параметров объекта неизвестен,или система испытывает неизвестный параметрический дрейф,и при наличии действующих случайных бело-шумных возмущений.
Научная новизна и теоретическое значение.В диссертации разработан метод поочередного использования двух типов адаптивных систем управления при ограниченных возмущениях,гарантирующих адаптивную диссипативность "С в пространстве конфигураций вне зависимости от начальных условий,а также исследованы стабилизационные свойства двух новых видов алгоритмов параметрического оценивания.
Предложена принципиально новая схема интегрального оценивания неизвестных дрейфующих параметров УС и неизвестных ограниченных возмущений,действующих на систему.Па базе нового метода решены задачи оптимальной адаптивной стабилизации голономных и неголено-
- h -мных (линейных и келинейных)механйческЕХ систем.
Разработаны методы формирования стабилизирующих систем управления для стохастических нелинейных МС на фоне действия параметрических и -чисто внешних белошумннх гауссовских возмущений.Осуществлен общий анализ стохастического двикения твердого тела вокруг неподвижной точки.
,., Предложена новне метода стохастической оптимальной стабилизации МС в рамках задачи динамического программирования для адаптивных механических систем.
Методика исследования.В работе систематически и широко используется метод функций и интегральных функционалов Ляпунова,метод матричного псевдообращения,качественная теория динамических систем и теория стохастических дифференциальных уравнений,аппарат дифференциальных неравенств Чаплыгина-Беллмвна.а также метод стохастических функций Ляпунова-Ееллмана,
Практическое значение.Полученные в диссертации алгоритмы расчета адаптивных и стохастических систем управления представлены в детальном и развернутом аналитическом виде.практически полностью готовы к использованию для цифрового моделирования.Этими алгоритмами можно пользоваться как на стадии проектирования,так и в процессе эксплуатации и исследования управляемого движения механических систем.
Разработанные новые методы стабилизации управляемого адаптивного и стохастического движения МС могут быть эффективно использованы для реализации в конкретных механических устройствах, чем свидетельствуют примеры,рассмотренные в'диссертации.Некоторые представленные в работе алгоритмы управления получили свое техническое применение при создании отдельных современных приборов и промышленных образцов.
Дпробапяя работы.Результаты диссертации докладывались на следующих школах и научных конференциях: 1>Ц Бсесоюзн.конф. по робототехнике (Киев, 1980); 2)Всесоюзн.конф. "Адаптивные роботы"(На-льчик,1982>; 3)1У Бсесоюзн.конф. по оптимальному управлению в ме-хзнич^ских системах(Москва,19В2); 4)Бсесоюзн.конф."Теория адаптивных систем и ее применения"(ленингрзд,1983); 5)Всесоюзн,конф, "Робототехника и автоматизация производственных процессов"(Бар-наул.1963); 6)Всесоюзн.конф."Применение статистических методов в производство и упраилении"(Пермь,ISS4.I990); 7)У1 Всесоюзн.съездо
по теор. и прикл.механике(Ташкент, 1986); 8^Всесоизн.конф."Проблемы создания средств адаптации для гибких производотвешшх систем" (Рыбинск,1986); 9)Всесоюзн, школе "Технические средства и метода исследования Мирового океана"(Геленджик, 198?); Ю)П Меэдунар. конф. по нелинейным колебаниям(Еудэпешт,1987.); П)1У Всесоюзн. конф. по кногосвязным системам управления(Суздалъ,1989); I2J У Всесоюзн. совет, по робототехническим системам(Геленджик,1990); ІЗ)УІІ Всесоюзн.конф. "Управление в механических систекэя"(Сверд-ловск,1990); 14)1 Всесоюзн.конф, "Математическое моделирование в м8Шиностроении"(Куйбншев,1991); 15)У Ленингр.симп. по теории адаптивных систем "Адаптивные и экспертные систеїян в управлении"(Ленинград,1991); 16)Мевдуиэр.конф. "Некорректно поставленные задз-чи"(Москвз,1991); 17)Всесоюзн.конф. "Рятеллектуэльнве системы" (Москва,1991); І8)УІ Четаевскоіі конф. "Аналитическая механика, устойчивость и управление движением"(Казань,1992); 19)Мевдунар. конф. "Ляпуновские чтения"(Харьков,І992); 20)УШ конф. "Качественная теория дифференциальных уравнений"(Самарканд, 1992); 21) Крымской матем.школе "Метод функций Ляпунова и его приложения" (Симферополь, 1993),а также на кафедрах теоретической механики и теоретической кибернетики Санкт-Петербургского государственного университета,на научных семинарах в Московском государственном униЕерситете(под рук.акад.РАН Д.Е.Охошмского),Институте механики '.!ГУ(под рук.акад.РАН А.Ю.Ишлинского),Институте проблем управления РАН(объедияенннй семинар по адаптивным системам).
Публикации.По материалам диссертации опубликована 51 научная работа.Основные результаты содержатся в монографии[46] ,статьях и аннотациях докладов [1-45, 47-51]. '
Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения; занимает. 295 страниц машинописного текста,включает 23 рисунка,из них список литературы занимает 22 страницы и содергшт 273 "наименования.