Введение к работе
Ачгтуальность работы обуславливается необходимостью проектирования и реализации на современной технике эффективных систем автоматического управления, обеспечивающих высокое качество функционирования управляемых объектов и технологических процессов. Первый этап проектирования указанных систем - синтез оптимальных регуляторов, которые могли бы удовлетворить множеству требований к качеству системы управления.
Изучение литературы показало, что среди различных подходов к синтезу регуляторов наиболее перспективным является подход, основанный на решении этой задачи путем направленного поиска решений, полученных при тех или иных значениях параметров регуляторов. В то же время, при проектировании локальных автоматических систем управления зачастую не в полной мере учитывается внутренняя многокритериалыюсть задачи проектирования регуляторов.
Целью настоящей работы является разработка и исследование алгоритмов решения задачи многокритериального проектирования регуляторов и создание на их основе пакета прикладных программ.
В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи исследования:
-
постановка задачи проектирования регуляторов в виде задачи многокритериальной оптимизации;
-
разработка диалоговых алгоритмов для решения задач многокритериальной оптимизации с учетом и без уч.га ограничений;
-
разработка методики исследования предлагаемых алгоритмов и сравнение их с известными методами на основе вычислительного эксперимента;
-
создание пакета прикладных программ для проектирования регуляторов и его тестирование при решении практических задач.
Методы исследования. Исследования выполнены на основе теории автоматического регулирования, теории оптимизации и принятия решений. В работе использовались методы разработки программного обеспечения на основе структурного программирования. Пакет программ реализован в среде Matlab.
Научная новизна диссертации состоит в том, что автором
Обобщены требования к алгоритмическому и программному обеспечению систем проектирования регуляторов и предложена многокритериальная постановка задачи проектирования.
Модифицированы методы класса деформируемых конфигураций для произвольных симплекса и комплекса для решения многокритериальных задач оптимизации.
Разработан новый оптимизационный диалоговый алгоритм Паретовской точки, позволяющий выявить предпочтения пользователя в виде весового вектора в ходе диалога.
— Предложена структура пакета программ для проектирования регуляторов
и создан пакет программ, реализованный в рамках разработанной структуры и
включающий в себя новые методы, которые отвечают современным требованиям к
алгоритмическому и программному обеспечению.
Практическая ценность диссертации определяется тем, что разработанное программное обеспечение может быть использовано для настройки параметров широкого класса локальных автоматических систем управления в промышленности. Пакет программ может быть также использован для демонстрации влияния изменения параметров регуляторов на качество системы управления в ходе учебного процесса. Предложенные алгоритмы многокритериальной оптимизации представляют самостоятельную ценность и могут быть использованы для решения широкого класса оптимизационных задач.
На защиту выносятся следующие основные результаты:
-
Методы решения задачи проектирования регуляторов как задачи многокритериальной оптимизации. Среди них: поисковые методы, являющиеся модификацией методов деформируемых конфигураций, и диалоговый метод Паретовской точки.
-
Структура и программная реализация пакета прикладных программ ПРЕДКОН для проектирования локальных систем автоматического управления.
Апробация работы. Основные положения работы нашли отражение в докладах на следующих научных семинарах и конференциях:
школа по адаптивному и предиктивному управлению, Оксфорд, Великобритания, 1996;
международная научно-техническая конференция "Структурная перестройка в металлургии: экономика, экология, управление и технология", Новокузнецк, Россия, 1996;
седьмой , симпозиум ИФАК, посвященный компьютерному проектированию систем управления, Гент, Бельгия, 1997;
второй семинар ИФАК "Новые направления в проектировании систем управления", Смоленице, Словакия, 1997;
международная конференция по техническим системам, Ковентри, Великобритания, 1997;
международная научно-практическая конференция "Управление большими системами-97", Москва, Россия, 1997;
-. научные семинары в МИСнС и университетах Оксфорда, Бирмингема у Братиславы.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения пяти глав, .заключения и списка литературы, включающею 77 наименований
Основной текст занимает 122 машинописных страницы, в том числе 45 рисунков и J1 таблиц.
