Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Семенов, Александр Валерьевич

• Семенов, Александр Валерьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Семенов, Александр Валерьевич

Содержание

Принятые сокращения

Введение

1 Задача синтеза цифровых следящих систем по заданным показателям качества. Цель работы

1.1 Проблемы синтеза цифровых следящих систем

1.2 Обзор известных методов синтеза цифровых следящих систем

1.3 Формулировка задач диссертационного исследования. Выводы по 1-й главе

2 Метод построения желаемых передаточных функций дискретных следящих систем

2.1 Передаточные функции астатических дискретных следящих систем

2.2 Алгебраические условия астатизма дискретных следящих систем

2.3 Графическое представление алгебраических условий астатизма на основе треугольника Паскаля

2.4 Построение желаемых передаточных функций дискретных следящих систем

2.5 Метод построения желаемых передаточных функций дискретных следящих систем на основе «непрерывных прототипов»

2.6 Метод построения желаемых передаточных функций дискретных следящих систем с конечным временем переходного процесса

2.7 Выводы по 2-й главе

3 Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества

3.1 Постановка задачи аналитического синтеза цифровых следящих систем

3.2 Метод аналитического синтеза цифровых следящих систем, заданная часть которых имеет только «внутренние» нули

3.3 Алгоритм работы двумерного цифрового устройства управления

3.4 Примеры синтеза цифровых следящих систем, заданная часть которых имеет только «внутренние» нули

3.5 Выводы по 3-й главе

4 Аналитический синтез цифровых следящих систем, заданная часть которых имеет как «внутренние», так и «внешние» нули

4.1 Метод построения желаемой передаточной функции дискретной следящей системы, заданная часть которых имеет как «внешние», так и «внутренние» нули

4.2 Синтез цифрового устройства управления цифровых следящих систем, заданная часть которых имеет как «внешние», так и «внутренние» нули

4.3 Примеры синтеза цифровых следящих систем, заданная часть которых имеет как «внешние», так и «внутренние» нули

4.4 Выводы по 4-й главе

5 Синтез авиационной бортовой цифровой следящей системы

5.1 Структурная схема авиационной бортовой цифровой следящей системы

5.2 Математическая модель заданной части электромеханической следящей системы

5.3 Синтез бортовой цифровой следящей системы

5.4 Анализ показателей качества бортовой цифровой следящей системы

5.5 Выводы по 5-ой главе

Заключение

Список литературы

Приложение 1. Акты внедрения результатов диссертационной

работы

Приложение 2. Свидетельство о государственной регистрации

программы для ЭВМ

Приложение 3. Программные модули процедуры автоматизированного синтеза цифровых следящих систем, разработанные в среде Matlab

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

БВС - базовой вычислительной структурой;

БДПТ - бесконтактный двигатель постоянного тока;

БУ - блок усилителя;

ВД - вентильный двигатель;

ДОУ - дискретный объект управления;

ДПТ - двигатель постоянного тока;

ИП - измерительный преобразователь;

ИЭП - исполнительный электропривод;

ОУ - объект управления;

ПДУ - пульт дистанционного управления;

ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема;

ПФ - передаточная функция;

САПР - система автоматизированного проектирования;

САУ - система автоматического управления;

СВУ - следящее выводное устройство;

УВК - управляющий вычислительный комплекс;

УУ - устройство управления;

ЦБУ - цифровой блок управления;

ЦДУП - цифровой датчик углового положения;

ЦСС - цифровая следящая система;

ЦУУ — цифровое устройство управления;

ШИМ - широтно-импульсная модуляция;

ЭД - электродвигатель.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. В некоторых специальных случаях, например в морской, авиационной, ракетно-космической технике, объекты управления (ОУ) функционируют в сложных условиях. Причиной этих условий является изменение режимов работы объектов и окружающей среды. Все это приводит к появлению возмущений, действующих на заданную часть электромеханических следящих систем (СС). Помимо этого, заданная часть СС также имеет большое количество конструктивных ограничений. При этом, несмотря на сложность реальных ОУ, необходимо, чтобы синтезированные СС обладали заданными показателями качества, т.е. обеспечивали требования по точности и характеру переходных процессов.

Следящие системы создаются обычно астатическими, для которых важным является отработка без ошибок задающих полиномиальных воздействий заданной степени. При проектировании электромеханических СС актуальными также являются задачи обеспечения нулевых ошибок по положению, скорости, ускорению и т.д., т.е. разработка СС с астатизмом первого, второго, третьего порядка и более высоких порядков.

С применением классического принципа управления по отклонению при высоком порядке астатизма очень трудно обеспечить устойчивость СС. В таких случаях целесообразно применять СС, реализующие принцип динамического управления по выходу и по воздействиям. Этот принцип приводит к применению СС с более развитой структурой управляющего устройства, по сравнению с устройствами, реализующими классические законы управления. Это позволяет значительно расширить возможности обеспечения требуемых показателей качества СС. В таких системах применяются двумерные устройства управления (УУ). Двумерные УУ позволяют реализовать различные каналы обработки задающего воздействия и управляемой переменной.

Возможность создания сложных У У в настоящее время

5

обеспечивается интенсивным развитием систем автоматизированного проектирования (САПР) СС, рациональное использование которых возможно лишь на основе эффективных аналитических методов, позволяющих алгоритмически реализовать процедуры автоматизированного (автоматического) синтеза. Наконец, интенсивное развитие интегральной технологии и создание компактных цифровых вычислительных элементов, таких как микропроцессоры, микроконтроллеры, программируемые интегральные логические схемы (ПЛИС), открывает возможность технической реализации достаточно развитых алгоритмов цифровых следящих систем (ЦСС). При этом основной трудностью проектирования ЦСС является обеспечение физической реализуемости цифровых регуляторов с учетом задержек, обусловленных конечной скоростью цифровых УУ (ЦУУ) и цифровых интерфейсов связи между ЦУУ и ОУ.

Известные методы синтеза СС отличаются большим разнообразием критериев синтеза. В их развитие большой вклад внесли отечественные и зарубежные ученые. В теории синтеза непрерывных и дискретных систем следует отметить работы В.В. Солодовникова, B.C. Кулебакина, A.A. Красовского, В.А. Бесекерского, Я.З. Цыпкина, Л.Т. Кузина, A.M. Шубладзе, Б.Т. Поляка, Д.П. Кима, Н.Б. Филимонова, К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова, Б.С. Куо, А.Р. Гайдука, P.A. Нейдорфа, B.C. Елсукова, Е.И. Юревича, Э. Джури, R.E. Kaiman, Ч. Филлипса, Р. Харбора, К. Астрома и многих других.

Проведенный анализ научных работ показывает, что исследования по аналитическому синтезу цифровых следящих систем по заданным показателям качества являются актуальными и представляют важную научно-техническую проблему.

Тема диссертационной работы соответствует одному из приоритетных научных направлений ЮФУ: «Морская, авиационная и ракетно-космическая техника, радиотехника, автоматика и управление». Диссертационные исследования частично поддержаны фондом РФФИ.

Целыо диссертационной работы является повышение качества и эффективности функционирования цифровых следящих систем.

Объектами исследования являются условия астатизма дискретных следящих систем, методы построения желаемых передаточных функций дискретных систем, методы аналитического синтеза дискретных систем по заданным показателям качества.

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в разработке методов аналитического синтеза физически реализуемых цифровых устройств управления, обеспечивающих заданные показатели качества цифровых следящих систем в переходных и установившихся режимах.

Для достижения указанной цели в рамках диссертационной работы решены следующие задачи:

- найдены конструктивные условия астатизма дискретных следящих систем по задающему воздействию и возмущениям;

- разработан метод конструирования желаемых передаточных функций дискретных следящих систем на основе стандартных передаточных функций «непрерывных прототипов» с учетом заданных показателей качества и условий физической реализуемости;

- разработан метод конструирования желаемых передаточных функций дискретных следящих систем с конечным временем переходного процесса;

- разработаны алгоритмически реализуемые методы аналитического синтеза дискретных следящих систем по заданным показателям качества в переходном и установившемся режимах с учетом характера нулей передачи по управлению заданной части цифровых следящих систем;

- разработана структура физически реализуемых цифровых устройств управления следящих систем;

- разработана программа реализации процедуры аналитического синтеза цифровых следящих систем на ЭВМ.

Методы исследований. При решении поставленных в работе задач используются методы: теории автоматического управления; теории матриц; теории дифференциальных и разностных уравнений; г-преобразование; методы теории реализации математических моделей и математического моделирования с использованием прикладных программ Ма1:1аЬ и МаНаЬ/ЗтиНпк, МаЛСАБ.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в ней:

- сформулированы и доказаны алгебраические условия астатизма дискретных следящих систем по задающему воздействию и возмущениям, отличающиеся от известных тем, что накладываются на коэффициенты передаточных функций систем;

- разработан метод построения желаемых передаточных функций дискретных следящих систем на основе стандартных передаточных функций «непрерывных прототипов», отличающийся от известных тем, что обеспечиваются заданные порядок астатизма, время регулирования, перерегулирование и физическая реализуемость цифровых следящих систем;

- разработан метод построения желаемых передаточных функций дискретных следящих систем с конечным временем переходного процесса, отличающийся от известных тем, что обеспечивается не только заданное время регулирования, а также порядок астатизма и малое перерегулирование;

- разработаны методы аналитического синтеза цифровых следящих систем по заданным показателям качества с учетом характера нулей передачи по управлению заданной части следящих систем, отличающийся от известных тем, что обеспечиваются заданные показатели качества, наряду с физической реализуемостью цифровых устройств управления без применения экстраполяторов и вычисления производных по времени (разностей);

- предложена структура цифрового двумерного устройства управления, отличающееся от известных тем, что содержит базовую вычислительную структуру, независящую от комбинации входных сигналов

8

цифрового устройства управления.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе научных результатов подтверждены корректностью и непротиворечивостью математических выкладок, соответствием теоретических положений и результатов математического моделирования, а также критическим обсуждением на российских и международных конференциях, семинарах.

Основные положения, выносимые на защиту:

- дискретная следящая система имеет астатизм определенного порядка, если коэффициенты ее передаточной функции удовлетворяют соответствующим алгебраическим условиям;

- цифровое устройство управления является физически реализуемым, если его относительная степень строго больше нуля.

Основные результаты, выносимые на защиту:

- алгебраические условия произвольного порядка астатизма дискретных следящих систем по задающему и возмущающему воздействиям;

- метод конструирования желаемых передаточных функций дискретных следящих систем по заданным показателям качества на основе стандартных передаточных функций «непрерывных прототипов;

- метод конструирования желаемых передаточных функций дискретных следящих систем с конечным временем переходного процесса с учетом заданных порядка астатизма и перерегулирования;

- метод синтеза цифровых двумерных устройств управления по заданным показателям качества следящих систем с применением базовой вычислительной структуры.

Практическая ценность работы.

На основе разработанного метода аналитического синтеза дискретных систем была разработана программа синтеза физически реализуемых цифровых двумерных устройств управления с учетом заданных показателей качества следящих систем в среде Ма11аЬ. Данная программа позволяет

9

ускорить и автоматизировать процесс разработки реальных следящих систем и научные исследования цифровых следящих систем при различном сочетании требуемых показателей качества.

Разработанная базовая вычислительная структура цифрового двумерного устройства управления позволяет создать универсальные программируемые регуляторы следящих систем различного назначения.

С применением полученных результатов синтезирована авиационная бортовая цифровая следящая система (БЦСС) с заданными показателями качества с учетом реальных ограничений по углу, скорости, ускорению и управлению. В режиме позиционирования время регулирования уменьшено на 15 %; перерегулирование уменьшено с 8,4% до 6,25 % по сравнению с прототипом. В режиме слежения по сравнению с прототипом увеличен порядок астатизма с первого до второго. Достигнутое улучшение показателей качества расширяет возможности тактического применения и эффективности функционирования БЦСС.

Реализация и внедрение результатов работы.

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении составной части опытно-конструкторской работы (СЧ ОКР), проводимой ТАНТК им. Г.М. Бериева, которая была направлена на создание аппаратных и программных средств, математического обеспечения и алгоритмов цифрового управления управляющих комплексов специального назначения.

Результаты диссертационной работы внедрены в следующих организациях: ТАНТК им. Г.М. Бериева (г.Таганрог), НИИМВСЮФУ, (г. Таганрог). Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедр САУ и РТС ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» (г. Таганрог).

Апробация работы. Основные положения и результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на следующих мероприятиях:

- Международная научно-техническая конференция «Мехатроника, автоматизация, управление - МАУ-2009», пос. Дивноморское, г. Геленджик,

10

2009 г.;

- Международная научно-техническая и научно-методическая интернет-конференция в режиме off-line «Проблемы современной системотехники - Системотехника-2009», г. Таганрог, 2009 г.;

- X Всероссийская научная конференция «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления - КРЭС-2010», г. Таганрог, 2010 г.;

- 1-ый Международный семинар студентов, аспирантов и ученых «Системный анализ, управление и обработка информации», пос. Дивноморское, г. Геленджик, 2010 г.;

- 4-я Международная научно-техническая и научно-методическая конференция «Проблемы современной системотехники - Системотехника-2010», г. Таганрог, 2010 г.;

- Первая Всероссийская конференция «Радиоэлектронные средства передачи и приёма сигналов и визуализации информации - РЭС-2011», г.г. Москва-Таганрог, 2011 г.

- 2-ой Международный семинар студентов, аспирантов и ученых «Системный анализ, управление и обработка информации», пос. Дивноморское, г. Геленджик, 2011 г.;

- «4-я Всероссийская мультиконференция по проблемам управления -МПКУ-2011», пос. Дивноморское, г. Геленджик, 2011 г.;

- Всероссийская научная конференция «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем - Системотехника-2011», г. Таганрог, 2011 г.;

- IX Всероссийская научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление - ИТСАиУ-2011», г. Таганрог, 2011 г.;

-Вторая Всероссийская конференция «Радиоэлектронные средства передачи и приёма сигналов и визуализации информации - РЭС-2012», гг. Москва-Таганрог, 2012 г.;

- Международная молодежная конференция ' «Математические

11

проблемы современной теории управления системами и процессами» в рамках фестиваля науки, г. Воронеж, 2012 г.

- Международная молодежная конференция «Микроэлектронные информационно-управляющие системы и комплексы» в рамках фестиваля науки, Воронежский институт высоких технологий, 2012 г.

- XI Всероссийская научная конференция молодых ученых, студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления -КРЭС-2012», Таганрог, 2012 г.

- Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении - КомТех - 2013», г. Таганрог, 2013 г.

Личный вклад автора. Все научные результаты получены автором

лично.

Публикации. Автор имеет всего 44 опубликованных работ, из них по теме диссертации 27, из которых 5 статей опубликованы в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК МИНОБРНАУКИ РФ для публикации результатов работ по диссертациям на соискание ученой степени кандидата технических наук, и 10 тезисов докладов на международных, всероссийских научно-технических конференциях и семинарах. По теме диссертации написано 1 учебное пособие, получено 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ, результаты работы отражены в 2 отчетах о НИОКР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 185 страниц основного текста, 43 страницы приложений, 72 рисунка, 6 таблиц, список литературы из 155 наименований.

Краткая аннотация глав диссертации.

В первой главе представлен обзор известных методов синтеза систем цифровых следящих систем. Формализована задача синтеза цифровых следящих систем. Определены показатели качества, обычно предъявляемые к

12

синтезируемым цифровым следящим системам с учетом реальных ограничений по углу, скорости, ускорению, управлению. Сформулированы задачи диссертационного исследования.

Во второй главе рассматриваются проблемы построения желаемых передаточных функций дискретных систем. Сформулированы и доказаны утверждения об астатизме дискретных систем по задающему воздействию и возмущению. Полученные условия астатизма дискретных следящих систем представлены в аналитической форме и графической на основе треугольника Паскаля. Разработаны два метода построения желаемых передаточных функций для дискретных следящих систем с заданными показателями качества, в том числе и высоким порядком астатизма. Первый метод основан на использовании стандартных передаточных функций «непрерывных систем-прототипов». Второй - состоит в построении дискретных передаточных функций следящих систем с конечным временем переходного процесса.

В третьей главе проводится анализ характера нулей передачи по управлению заданной части цифровой следящей системы. Вводится определение дискретных следящих систем и объектов управления с «внешними» и «внутренними» нулями. Формулируется задача синтеза системы с управлением по выходу и по воздействиям с частично заданной структурой. Разрабатывается метод аналитического синтеза дискретных следящих систем, заданная часть которых имеет нули передачи по управлению только внутри единичного круга на г-плоскости. Синтез проводится с учетом заданных показателей качества . следящих систем. Разрабатывается структура физически реализуемого двумерного цифрового устройства управления. Приводятся численные примеры синтеза, показывающие применение разработанного метода синтеза.

В четвертой главе разрабатывается метод аналитического конструирования желаемых передаточных функций по задающему воздействию дискретных следящих систем, заданная часть которых имеет

13

нули передачи по управлению как внутри, так и вне единичного круга на ъ-плоскости. Также разрабатывается метод аналитического синтеза дискретных следящих систем, заданная часть которых имеет нули передачи по управлению как внутри, так и вне единичного круга на г-плоскости. Синтез также проводится с учетом заданных показателей качества следящих систем. На основе предложенных методов аналитического синтеза, разработана программа для проведения автоматизированного синтеза цифровых следящих систем на ЭВМ.

В пятой главе полученные научные результаты применяются для синтеза авиационной бортовой цифровой следящей системы (БЦСС), которая предназначена для перемещения каретки по двум угловым координатам, являющейся составной частью фюзеляжа самолёта. БЦСС представляет собой электромеханическую систему с исполнительным электроприводом, состоящим из усилителя мощности, двигателя постоянного тока с редуктором.

В диссертационной работе показано, что предложенный метод аналитического синтеза двумерного ЦУУ позволяет найти соответствующие физически реализуемые цифровые регуляторы для управления исполнительным электроприводом в режимах позиционирования и слежения, обеспечивающие требуемую точность, перерегулирование и динамику процессов управления замкнутой электромеханической ЦСС. При этом учтены существующие ограничения по управлению, углу, скорости, ускорению.

1 ЗАДАЧА СИНТЕЗА ЦИФРОВЫХ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ ПО ЗАДАННЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ КАЧЕСТВА. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Проблемы синтеза цифровых следящих систем

Системы автоматического управления (САУ) в зависимости от характера изменения входного (задающего) воздействия делятся на три основных типа [5,52, 67, 121, 123, 130, 131]:

- системы автоматической стабилизации (или системы автоматического регулирования), в которых задающие воздействия представляют собой заданные постоянные величины (уставки);

- системы программного управления, в которых управляющие воздействия являются известными функциями времени, т.е. изменяются по программе;

- следящие системы, в которых входное воздействие представляет собой заранее неизвестные функции времени.

В данной работе рассматриваются следящие системы, поэтому рассмотрим их принцип работы более подробно. Структурная схема следящей системы представлена на рис. 1.1 [52, 146]. На нем обозначены ЗУ - задающее устройство, УУ - устройство управления, ИУ - исполнительное устройство, Н - нагрузка, ДОС - датчик обратной связи.

В следящей системе выходная величина у воспроизводит изменение входной величины g, причем автоматическое УУ реагирует на рассогласование (отклонение) г между выходной и входной величиной [5]. Для следящей системы величины выходной переменной и входной принято называть регулируемой величиной и задающим воздействием [5].

Следящая система обязательно имеет в своем составе обратную связь выхода со входом, которая, фактически, служит для измерения результата управления системы [5]. В рассматриваемой СС (см. рис. 1.1) роль обратной связи играет ДОС. Если его коэффициент передачи равен единице, то такую

обратную связь называют единичной и выполняется условие у — у *. В следящей системе есть элемент вычитания, который оценивает рассогласование. Если этот элемент является схемным, то он называется сравнивающим элементом. Если же вычитание производится устройством, то оно называется датчиком рассогласования [5]. Сигнал рассогласования, усиленный по мощности, поступает на ИУ, а через них в нагрузку [5, 146]. Таким образом, принцип работы следящей системы состоит в том, чтобы все время сводить к нулю рассогласование [5, 146]. Источником воздействия на ЗУ может быть либо человек, либо специальное устройство, либо изменение внешних условий, в которых работает следящая система [5]. Для следящих систем в структуре выделяется заданная или неизменяемая и изменяемая часть (см. рис. 1.1). Заданная часть следящей системы, включающая в себя ИУ с нагрузкой, ДОС, ЗУ, является, по сути, объектом управления (ОУ).

f

1 - заданная (неизменяемая часть) следящей системы

2 - изменяемая часть следящей системы

Рис. 1.1 - Структурная схема следящей системы

Ознакомление с принципом работы следящей системы показывает, что под следящей системой понимается такая замкнутая система автоматического управления, в которой используется разность между изменяющимся по произвольному закону задающим сигналом и некоторой функцией регулируемой величины для выработки через устройства управления, воздействия на исполнительное устройство [47, 48, 146].

Таким образом, основной задачей следящей системы, как системы автоматического управления, является воспроизведение на выходе с определённой точностью входное (задающее) воздействие, изменяющееся по заранее неизвестному закону [5, 146].

Следящие системы могут иметь непрерывное управление (линейное, нелинейное) или дискретное (релейное, импульсное, цифровое), что отражается на выборе метода динамического расчёта.

Под цифровой понимается следящая система, у которой в одной или нескольких линиях связи сигнал представляется кодом [4, 53, 54, 154]. В данной работе рассматриваются цифровые следящие системы, т.к. предполагается, что техническая реализация УУ будет проводиться с использованием современной цифровой элементной базы: микропроцессоров, микроконтроллеров, ПЛИС, промышленных компьютеров, специализированных цифровых вычислительных машин.

Следящие системы используют для различных целей. В качестве выходной величины следящей системы можно рассматривать совершенно различные величины. В радиотехнических устройствах, таких как устройства фазовой автоподстройки частоты, устройства тактовой синхронизации, выходная величина - подстраиваемая частота сигналов. Примеры применения СС в таких устройствах приведены в работах автора [97, 100104, 107, 108, 111-115, 152]. В электромеханических следящих системах -угловое или линейное положение объектов, скорость вращения вала электродвигателей. Примеры применения СС в электромеханических следящих системах приведены в работах автора [17, 72-80, 89-96, 99, 105, 106, 153].

Электромеханические следящие системы являются неотъемлемой составной частью современных систем автоматического сопровождения, рулевых устройств систем дистанционного управления, роботов и манипуляторов, а также современных авиационных следящих выводных устройств (СВУ) [16, 33]. Их динамические свойства оказывают

17

существенное, а иногда и решающее влияние на успешное выполнение задачи управления [118, 119].

Основное назначение электромеханических следящих систем -поддержание углового или линейного значения выходной величины, связанного с валом исполнительного двигателя (электропривода), имеющего нагрузку в виде момента, в соответствие с положением входной величины [13,7,8,39-41,51,57-60].

Одной из важнейших задач теории и практики является проектирование электромеханических следящих систем с широким диапазоном регулирования скорости и плавности отработки входных воздействий [49]. Выходной вал исполнительного электропривода электромеханической следящей системы с определенной степенью точности воспроизводит в виде механического перемещения входной управляющий сигнал. При этом исполнительный электропривод должен преодолевать имеющиеся на выходном валу нагрузки (возмущающее воздействие) и развивать скорости и ускорения, обеспечивающие его слежение за входным управляющим воздействием с необходимой точностью слежения [12, 20, 21, 116]. Причинами появления возмущений являются: нелинейная характеристика трения, кинематические погрешности (люфты), погрешности датчиков обратных связей, изменение параметров элементов СС и др [7, 9, 15,69].

Большинство электромеханических следящих систем имеет распределенное размещение ее составных частей. Поэтому одним из элементов СС является интерфейс информационного обмена между составными частями СС. Интерфейсная часть, как показано в работах [110], вносит значительные задержки в СС.

Чтобы максимально уменьшить изменение параметров элементов СС, вызванных внешними воздействующими факторами, в настоящее время при проектировании используют элементы цифровой схемотехники. Цифровые элементы, по сравнению с элементами аналоговой схемотехники, позволяют

18

создавать регуляторы, уход параметров которых значительно ниже. Это является основным преимуществом цифровой схемотехники. Основным недостатком цифровых СС является появление шумов, вызванных дискретизацией по времени и квантованию по уровню [53, 61].

Электромеханические следящие системы, в большинстве случаев, имеют ограничения на изменение переменных состояния (координат) системы [62, 64, 70, 71]. Эти ограничения вызваны, прежде всего, реальными конструктивными и техническими ограничениями. Ограничения по угловому или линейному положению определяются сектором работы следящих систем. Ограничения по скорости вызваны ограниченными мощностями электроприводов или ограниченными мощностями внешних источников питания. Последнее особенно часто встречается при проектировании электромеханических следящих систем на подвижных платформах, где ресурсы энергоснабжения ограничены. Ограничения по ускорению могут быть вызваны как конструктивными ограничениями самих внутренних элементов электроприводов (ротора, подшипников и т.п.), так и кинематического соединения электропривод-нагрузка.. Ограничения по ускорению также могут быть вызваны относительным движением объекта управления и подвижной платформы. Другой причиной ограничения управления в системе могут быть все те же ограничения электропитания электроприводов. Ограничения по управлению, прежде всего, вызваны ограничением разрядной сетки вычислителей, вызывающее насыщение переполнением [61].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Семенов, Александр Валерьевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аракелян А.К., Афанасьев A.A. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод: В 2 кн. Кн. 2.: Регулируемый электропривод с вентильным двигателем. - М.: Энергоатомиздат, 1997. - 498 с.

2. Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов.- Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982.-392 с.

3. Бенькович Е.С., КолесовЮ.Б., Сениченков Ю.Б. Практическое моделирование динамических систем - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 464 с.

4. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. - М.: Наука, 1976.-576 с.

5. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. Издание 3-е, исправленное. - М.: «Наука». - 1975. - 768 с.

6. Блох З.Ш. Динамика линейных систем автоматического регулирования машин. - М.: ГИТТЛ, 1952. - 492 с.

7. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербург, отд-ние, 1992. -288 с.

8. Борцов Ю.А., Суворов Г.В., Шестаков Ю.С. Экспериментальное определение параметров и частотных характеристик автоматизированных электроприводов. Библиотека по автоматике, выпуск 366. - Л.: «Энергия», 1969.- 106 с.

9. Бриндли К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 144 с.

10. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправленное. -М.: Наука, 1986.

П.ВиглебГ. Датчики. Устройство и применение. Пер. с нем. М.: Мир, 1989 г. - 196 с.

12. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. - 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с.

13. Гайдук А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (полиномиальный подход). - М.: Физматлит, 2012.-360 с.

14. Гайдук А.Р., Беляев В.Е., Пьявченко Т.А. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в МАТЬАВ: учебное пособие. 2-е изд., испр. - СПб.: Издательство «Лань», 2011. - 464 с.

15. Гантмахер Ф.Р. Лекции по аналитической механике. 2-е изд., испр. -М.: Наука, 1966.-300 с.

16. Геложе Ю.А., Мардамшин Ю.П. Система управления следящим выводным устройством самолётов-носителей // Морская, авиационная и ракетно-космическая техника, радиотехника, автоматика и управление: состояние и перспективы развития в Южном федеральном университете: монография / под ред. И.И. Марковича; Южный федеральный университет. -Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2011. -С. 260-277.

17. Геложе Ю.А., Семенов А.В., Клименко П.П. Наведение телескопов астронавигационных систем: учебное пособие по дисциплине «Радиосистемы управления» (Курсовое проектирование и лабораторные исследования). -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. - 65 с.

18. Герман-Галкин. С.Г. Ма11аЬ & ЭппиПпк. Проектирование мехатронных систем на ПК. - СПб.: КОРОНА-Век, 2008. - 368 с.

19. Гитис Э.И., Данилович Г.А., Самойленко В.И. Техническая кибернетика. Изд. Советское радио, 1968. - 488 с.

20. ГОСТ 183-74. Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия [Текст]. - введ. 1976-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2001.

21. ГОСТ Р 50369-92 Электроприводы. Термины и определения [Текст]. - введ. 1993-07-01. -М.: Изд-во стандартов, 2001.

22. Гостев В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами: Справочник. - К.: Тэхника, 1990. - 280 с.

23. Джури Э., Цыпкин Я.З. Теория дискретных автоматических систем (обзор) // Автоматика и телемеханика. - 1970. -№ 6. - С. 6-24.

24. Динамика следящих приводов: учеб. пособие для втузов / Б.И. Петров, В.А. Полковников, JI.B. Рабинович и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 496 с.

25. Дьяконов В.П. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Основы применения. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Солон-Пресс, 2008. -800 с.

26. Дьяконов В.П., Круглов В.П. Математические пакеты расширения MatLAB. Специальный справочник. - Питер, 2001. - 488 с.

27. Еремин Е.Л. Адаптивное шунтирование в системах управления неминимально-фазовыми объектами // Адаптивные и робастные системы. -Амурский государственный университет, Благовещенск: 2001. - № 1. - С. 7482.

28. Зимин E.H. и др. Электроприводы постоянного тока с вентильными преобразователями / Е. Н. Зимин, В. Л. Кацевич, С. К. Козырев. -М..: Энергоиздат, 1981. - 192 с.

29. Иванов В.А., Ющенко A.C. Теория дискретных систем автоматического управления: учеб. пособие для втузов. - М.: Наука, 1983. -335 с.

30. ИванчукБ.Н., Липман P.A., Рувинов Б.Я. Электроприводы с полупроводниковым управлением. / Под ред. М. Г. Чиликина. Тиристорные усилители в схемах электропривода. - М.-Л., издательство «Энергия», 1966, 112 с.

31. Измерение электрических и неэлектрических величин: И37 Учеб. пособие для вузов /H.H. Евтихиев, Я.А. Купершмидт, В.Ф. Папуловский, В. Н. Скугоров. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

32. Ильичев Д.Д. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Системы с электромагнитными муфтами. - М.-Л., издательство «Энергия», 1965, 96 с.

33. Карачунский В.В., Маркович И.И., ГеложеЮ.А., Бугаев С.А., Бондаренко Е.В. Автоматическая система управления следящим выводным устройством самолётного оптического комплекса // Вопросы оборонной техники. Серия 3. Экономика, организация и управление в оборонной технологии в управлении и принятии решений. - 2010. - Вып. 1 (356). -С. 49-57.

34. Каталог автоматизированных электроприводов, электромеханизмов, электродвигателей, электростартеров, систем управления, аппаратуры запуска, контроля и управления для авиации, космической техники, нефтегазового комплекса и атомной энергетики // ОАО «Электропривод». - г. Киров, 2013.

35.КимД.П. Теория автоматического управления. Т.1 Линейные системы. - М.: Физматлит, 2007. - 312 с.

36. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т. 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы: учеб. пособие. - М.: Физматлит, 2004. - 464 с.

37. Ким Д.П.. Синтез неминимально-фазовых систем управления с заданным временем регулирования // Мехатроника, автоматизация, управление, № 4. Издательство «Новые технологии», 2010. - С. 5-10.

38. Ким Д.П. Алгебраический метод синтеза дискретных систем управления // Мехатроника, автоматика и управление. №4. Издательство «Новые технологии», 2013 г. - С. 8-13.

39. Китаев В.Е., КорховЮ.М., Свирин В.К. Электрические машины. Ч. 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы: Учебное пособие для техникумов / Под ред. В. Е. Китаева. -М.: Высш. школа, 1978. - 184 с.

40. Китаев В.Е., Корхов Ю.М., Свирин В.К. Электрические машины. Ч. II. Машины переменного тока: Учеб. пособие для техникумов/ Под ред. В. Е. Китаева. - М.: Высш. школа, 1978. - 184 с.

41. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: учебник для вузов. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2000. — 496 с.

42. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Определения, теоремы, формулы. 6-е изд., стер. -СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 832 с.

43. Крайзмер Л.П. Техническая кибернетика (издание второе, дополненное и переработанное). - М.-Л., издательство «Энергия», 1961. -88 с.

44. Красовский A.A., Поспелов Г.С. Основы автоматики и технической кибернетики. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.

45. Кузин Л.Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления. -М.: Машгиз, 1962.

46. Куо Б.С. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. -М.: Машиностроение, 1986. -448 с.

47. Лернер А.Я. Принципы построения быстродействующих следящих систем и регуляторов. Библиотека по автоматике, выпуск 25. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 152 с.

48. Лукас В.А. Теория управления техническими системами. Компактный учеб курс для вузов - 3-е издание, перераб и дополн. -Екатеринбург Изд-во УГГГА, 2002. - 675 с.

49. Масандилов Л.Б., Москаленко В.В. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978.-96 с.

50. Математические основы теории автоматического управления: учеб. пособие: В 3 т./ В.А. Иванов, B.C. Медведев, Б.К. Чемоданов, A.C. Ющенко. - 3-е изд., переаб. и доп. - Т.1., Т.2., Т.З. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006, 2008, 2009. - 552, 616, 352 с.

51. Мелкозеров П.С. Приводы в системах автоматического управления (энергетический расчет и выбор параметров). - M.-JI., изд-во «Энергия», 1966 г. - 384 с.

52. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и тт.; 2-е изд., перераб. и доп. Т.1, Т.З: Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 656, 616 с.

53. Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы: учеб. пособие / В.В. Солодовников, В.Г. Коньков, В.А. Суханов, О.В. Шевяков. -М.: Высш. шк., 1991. - 255 с.

54. Микропроцессорные системы автоматического управления/ В.А. Бесекерский, Н.Б. Ефимов, С.И. Зиатдинов и др. - JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 365 с.

55. Михайлов B.C. Теория управления. - К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988.-312 с.

56. Непрерывные и дискретные динамические системы. 2-е изд перераб. - М.: Учебно-методический издательский центр «Учебная литература», 2004. - 252 с.

57. Моментный электропривод / A.IO. Афанасьев. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1997. - 250 с.

58. Невраев В.Ю., Петелин Д. П. Системы автоматизированного электропривода переменного тока. - М.-Л., Издательство «Энергия», 1964. -104 с.

59. Овчинников И.Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность) / И. Е. Овчинников: Курс лекций. -СПб.: КОРОНА-Век, 2006. - 336 с.

60. Онищенко Г.Б. Электрический привод. Учебник для вузов - М. РАСХН. 2003.-320 с.

61. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. Издание 2-е, исправленное. - М.: Техносфера, 2007. - 856 с.

62. Осипов О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: учебное пособие по курсу «Типовые решения и техника современного электропривода» - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 79с.

63. Пакеты расширения MATLAB. Control System Toolbox и Robust Control Toolbox - M.: Солон-Пресс, 2008. - 224 с.

64. Подураев Ю.В. Основы мехатроники: учебное пособие. - М.: МГТУ «Станкин», 2000 - 80 с.

65. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: учеб. пособие для втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989 - 304 с.

66. Программа синтеза цифровых регуляторов с управлением по выходу и воздействиям с учетом заданных показателей качества систем управления в среде Matlab / Семенов A.B., Гайдук А.Р., Капустян С.Г. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013617249, РФ. Зарегестр. в Реестре программ для ЭВМ 06.08.2013 г. Правообладатель: ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет».

67. Пугачев B.C. Основы автоматического управления. - М.: Наука, 1968.-679 с.

68. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Издательство МЭИ, 2004. — 400 с.

69. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления. / Под ред. В.А. Бесекерского. Издание четвертое, стереотипное. -М.: «Наука». - 1972.

70. Свечарник Д.В. Электрические машины непосредственного привода: Безредукторный электропривод. - М.: Энергоатомиздат, 1988. -208 с.

71. Свириденко П.А. Шмелёв А.Н. Основы автоматизированного электропривода: учеб. пособие для вузов по спец. «Автоматизация и

комплексная механизация процессов легкой • и текстильной промышленности». - М., «Высш. школа», 1970. - 392 с.

72. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Макарчук A.B. Электромеханическая следящая система с асинхронным исполнительным электродвигателем // Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. -С. 26-33.

73. Семенов A.B. Алгоритм работы двумерного цифрового регулятора мехатронной следящей системы. Микроэлектронные' информационно-управляющие системы и комплексы // Материалы Международной молодежной конференции в рамках фестиваля науки. - Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2012. - С. 58-63.

74. Семенов A.B., Геложе Ю.А, Чуйков В.М., Семерников A.A. Цифровой управляющий фильтр автоматической следящей системы с астатизмом третьего порядка // Материалы международной научной конференции «Системы и модели в информационном мире», часть 4. -Таганрог: Издательство ТТИ ЮФУ, 2009. - С. 33-38.

75. Семенов A.B. Синтез дискретных следящих систем с неминимально-фазовыми объектами управления. IX Всероссийская научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление»: Сборник материалов. -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - Т.2. С. 139-142.

76. Семенов A.B. Синтез устройства управления мехатронной следящей системы // X Всероссийская научная конференция «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления»: Сборник материалов. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. Т. 1. - 260 с. - С. 158-159.

77. Семенов A.B. Синтез цифрового двумерного устройства управления электромеханической следящей системы. 4-я Всероссийская мультиконференция по проблемам управления // Материалы 4-й

Всероссийской мультиконференции. Т.2. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011.-С. 136-139.

78. Семенов A.B. Синтез цифрового устройства управления следящей системы с неминимально-фазовым объектом // Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). -Таганрог: 2011. - С. 143-150.

79. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Синтез цифрового устройства управления следящей системы по заданным показателям качества. Наука и образование на рубеже тысячелетий: Сборник научно-исследовательских работ. Вып. №1. - Кисловодск: Изд-во КГТИ, 2011. - С. 68-77

80. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Синтез двумерного устройства управления электромеханической следящей системы. Системный анализ, управление и обработка информации [Текст]: сб. трудов 1-го Международного семинара студентов, аспирантов и ученых/ Под общ. ред. Р. А. Нейдорфа - Ростов-н/Д: Изд-во Донского гос. техн. ун-та, 2010.- 296 с. -С. 143-147.

81. Семенов A.B. Желаемые передаточные функции дискретных систем с заданным порядком астатизма // XI Всероссийская научная конференция молодых ученых, студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления»: Сборник материалов. - Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2012. - Т.1. - С. 191-192.

82. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Метод построения желаемых передаточных функций дискретных систем с высоким порядком астатизма // «Известия ЮФУ» Технические науки. «Методы и средства адаптивного управления в электроэнергетике» № 2 (139). - 2013. - С. 14-20.

83. Семенов A.B. Условия астатизма произвольного порядка дискретных систем управления на основе треугольника Паскаля. Математические проблемы современной теории управления системами и

процессами // Материалы Международной молодежной конференции. -Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2012. - С. 52-57.

84. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Алгебраические условия астатизма дискретных систем // Радиоэлектронные средства передачи и приёма сигналов и визуализации информации // Материалы Второй Всероссийской конференции. - Москва-Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2012. - С.81-84.

85. Семенов A.B., Гайдук А.Р., Геложе Ю.А. Алгоритм работы двумерного цифрового устройства управления // «Известия ЮФУ» Технические науки. «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении» № 5 (142). 2013 г. - С. 143-149.

86. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Биномиальные условия компенсации полиномиальных воздействий // «Известия ЮФУ» Технические науки. «Актуальные проблемы математического моделирования» № 4 (141). 2013 г. -С. 156-151.

87. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Синтез дискретных неминимально-фазовых следящих систем. Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Методы и средства адаптивного управления в электроэнергетике». - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2012. - №2 (127). -С. 53-59.

88. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Синтез дискретных управлений неминимально-фазовым объектом. Системный анализ, управление и обработка информации: Труды 2-го Международного семинара студентов, аспирантов и ученых/ Под общ. ред. P.A. Нейдорфа. - Ростов-н/Д: Изд. центр Донск. гос. техн. ун-та, 2011. - С. 169-173.

89. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Чуйков В.М. Алгоритм функционирования цифрового блока управления следящего электропривода с асинхронным исполнительным двигателем // Материалы Международной научно-технической конференции в режиме off-line «Проблемы современной системотехники» Таганрог - 2008. - С. 59-63.

90. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Синтез устройства управления следящей системы по заданным показателям качества // Материалы 4-й Международной научно-технической и научно-методической конференции «Проблемы современной системотехники». - Таганрог, 2010 - 135 с. - С.66-70.

91. Семенов A.B., Гайдук А.Р. Синтез цифрового устройства управления следящей системы по заданным показателям качества // Наука и образование на рубеже тысячелетий: Сборник научно-исследовательских работ. Вып. №1. - Кисловодск: Изд-во КГТИ, 2011. - С. 68-77.

92. Семёнов A.B., Гайдук А.Р., Геложе Ю.А. Математическая модель моментного электропривода. Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Актуальные проблемы производства и потребления электроэнергии». - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. №5 (94). - С. 251-257.

93. Семенов A.B., Гайдук А.Р., Геложе Ю.А. Математическая модель моментного электропривода с малым углом поворота. Мехатроника, автоматизация, управление (МАУ-2009) // Материалы Международной научно-технической конференции. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. -384 с.-С. 276-279.

94. Семенов A.B., Геложе Ю.А, Чуйков В.М. Исследование влияния задержки управляющего сигнала на характеристики переходного процесса в автоматической следящей системе // Материалы международной научной конференции «Инновации в обществе, технике и культуре» - часть 3 -Таганрог: Издательство ТТИ ЮФУ, 2008. - С. 11-14.

95. Семенов A.B., Геложе Ю.А. Моделирование системы слежения с астатизмом второго порядка // Материалы 4-й Международной научно-технической и научно-методической конференции «Проблемы современной системотехники». -Таганрог, 2010. - 135 с. - С.58-62.

96. Семенов A.B., Геложе Ю.А. Цифровая следящая система с задержкой формирования сигнала рассогласования // Материалы 4-й

Международной научно-технической и научно-методической конференции «Проблемы современной системотехники». - Таганрог, 2010. - 135 с. - С. 6266.

97. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Клименко П.П. Воздействие больших возмущений на радиотехнические автоматические системы: учебное пособие по дисциплине «Радиосистемы управления», «Радиоавтоматика», «Математическая теория синтеза оптимальных систем и процессов», «Синхронизация в радиосистемах передачи информации» (Курсовое проектирование и исследования в лаборатории). Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2012.-44 с.

98. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Кречетов A.A. Реализация регуляторов автоматических систем слежения в цифровых вычислительных устройствах // Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). - Таганрог: 2011. -С. 21-26.

99. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Макарчук A.B. Алгоритм функционирования цифрового блока управления автоматической электромеханической следящей системы. Радиоэлектронные средства передачи и приёма сигналов и визуализации информации // Материалы Первой Всероссийской конференции. - Москва: Изд-во РНТОРЭС им. A.C. Попова, 2011. - С. 121-125.

100. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Макарчук A.B. Фазовая автоматическая настройка резонансных систем // Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). - Таганрог: 2011. - С. 33-43.

101. Семенов A.B., Геложе Ю.А., Токарев Д.С. Анализ структурных схем устройств тактовой синхронизации // Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы

эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). - Таганрог: 2011. - С. 46-51.

102. Семенов A.B., ГеложеЮ.А., Токарев Д.С. Применение метода стандартных коэффициентов для синтеза автоматической следящей системы. Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). - Таганрог: 2011. - С. 43-46.

103. Семенов A.B., ГеложеЮ.А., Токарев Д.С. Функционирование синфазно-среднефазного устройства тактовой синхронизации в условиях помех // Материалы Всероссийской научной конференции «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем» («Системотехника-2011»). - Таганрог: 2011. - С. 51-58.

104. Семенов A.B., ГеложеЮ.А., Токарев Д.С., Кречетов A.A. Управление процессами в нелинейной фазовой системе // Радиотехника, 2011, №9. Журнал в журнале «Радиосистемы», выпуск 167 «Радиоэлектронные системы локации и связи». - С.56-61.

105. Семенов A.B., ГеложеЮ.А., Чуйков В.М., Семерников A.A. Автоматическая следящая система с астатизмом третьего порядка и цифровым управлением. Мехатроника, автоматизация, управление (МАУ-2009) // Материалы Международной научно-технической конференции. -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.-384 с. - С. 39-42.

106. Семенов A.B., ГеложеЮ.А., Чуйков В.М., Семерников A.A. Цифровой управляющий фильтр с компенсацией задержки. Мехатроника, автоматизация, управление (МАУ-2009) // Материалы Международной научно-технической конференции. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. -384 с.-С. 42-45.

107. Семенов A.B., Кречетов A.A. Формирование и обработка частотно-манипулированных сигналов с непрерывной фазой. // X Всероссийская научная конференция «Техническая кибернетика,

радиоэлектроника и системы управления»: Сборник материалов. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. Т. 1. - 260 с. - С. 20-21.

108. Семенов A.B., Кречетов A.A., ГеложеЮ.А. Процессы в демодуляторе радиосигнала // Материалы 4-й Международной научно-технической и научно-методической конференции «Проблемы современной системотехники». - Таганрог, 2010. - 135 с. - С.52-54.

109. Семенов A.B., Макарчук A.B., ГеложеЮ.А. Научно-технический отчет о СЧ НИР «Исследование системы управления СВУ в составе летающей лаборатории 1А2». НКБ ЦОС ЮФУ. - Таганрог, 2009. - 21 с. -инв. № 0527.

110. Семенов A.B., Макарчук A.B., ГеложеЮ.А., Бугаёв С.А., Семерников A.A., Боков Г.И. Инженерная записка к СЧ ОКР «Сокол-Эшелон-СВУ». НКБ ЦОС ЮФУ. - Таганрог, 2008. - 86 с. - инв. № 0330.

111. Семенов A.B., Семерникова Е.А., КалинчукВ.А. Управление процессом, имеющим тенденцию к расхождению // Материалы Международной научно-технической и научно-методической интернет-конференции в режиме off-line «Проблемы современной системотехники». -Таганрог, 2009. - 216 с. - С. 44-48.

112. Семенов A.B., Токарев Д.С. Автоматическое устройство посимвольной синхронизации демодуляторов // X Всероссийская научная конференция «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления»: Сборник материалов. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. Т.1. - 260 с. - С. 26-27.

113. Семенов A.B., Токарев Д.С. Исследование процессов в автоматическом устройстве тактовой синхронизации // Актуальные проблемы в науке и технике. Том 2. Химия, новые материалы, химические технологии, машиностроение, электроника, приборостроение, теоретические и практические проблемы экономического развития, естественные наук // Сборник трудов пятой всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и

молодых ученых, 17-20 февраля 2010 г. - Уфа: Изд-во «УГАТУ», 2010. -600 с. - С. 360-364.

114. Семенов A.B., Токарев Д.С. Функционирование автоматического синфазно-среднефазного тактового синхронизатора в условиях шумов // Актуальные проблемы в науке и технике. Том 2. Химия, новые материалы, химические технологии, машиностроение, электроника, приборостроение, теоретические и практические проблемы экономического развития, естественные наук // Сборник трудов пятой всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых, 17-20 февраля 2010 г. - Уфа: Изд-во «Угату», 2010. - 600 с. - С. 364-368.

115. Семенов A.B., Токарев Д.С., Геложе Ю.А. Управление процессами в системе ФАПЧ // Материалы 4-й Международной научно-технической и научно-методической конференции «Проблемы современной системотехники». - Таганрог, 2010. - 135 с. - С.54-58.

116. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями/ О.В. Слежановский, JI. X. Дацковский, И. С. Кузнецов и др. — М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 с.

117. Смит Т., ДжонМ. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей/Пер. с англ. Н.П. Ильиной; Под ред O.A. Чембровского. -М.: Машиностроение, 1980. -271 с.

118. Соколов М.М., Терехов В.М. Приближенные расчеты переходных процессов в автоматизированном электроприводе. - M.-J1., Гос-энергоиздат, 1963. - 88 с.

119. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. -М.: Академия, 2006. - 272 с.

120. Солодовников В.В., Дмитриев А.Н., Егупов Н.Д. Спектральные методы расчета и проектирования систем управления. - М.: Машиностроение, 1986. - 440 с.

121. Солодовников B.B., Плотников В.Н. Яковлев A.B. Теория автоматического управления техническими системами: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ, 1993. - 492 с.

122. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев A.B. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие для вузов. - М.: Машиностроение, 1985. - 536 с.

123. Справочник по теории автоматического управления / Под ред.

A.A. Красовского. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 712 с.

124. Справочник по автоматизированному электроприводы / Под ред.

B.А. Елисеева и A.B. Шинанского. -М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.

125. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, M.J1. Самовера. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

126. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Т. 2 / Под общ. ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 с.

127. Сю. Д., МейерА. Современная теория автоматического управления и ее применение. Перевод с английского. Под ред. д-ра техн. наук проф. Ю. И. Топчеева. - М., «Машиностроение», 1972. - 544 с.

128. Теория автоматизированного электропривода, учеб. пособие для вузов / Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер A.C. - М.: Энергия, 1979.

129. Теория автоматического управления. Изд. 2 / Под ред. A.B. Нетушила. - М.: Высшая школа, 1983. - 432 с.

130. Теория автоматического управления: учебник для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х ч. Ч. II. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления. / A.A., Воронов, Д. П. Ким, В. М. Лохин и др.; Под ред. А. А. Воронова. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1986. - 504 с.

131. Теория автоматического управления: учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х ч. Ч. I. Теория линейных систем

182

автоматического управления / H.A. Бабаков, A.A. Воронов, A.A. Воронова и др.; Под ред. А. А. Воронова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.-367 с.

132. Теория автоматического управления: учебник / А.Р. Гайдук. - М.: Высш. шк., 2010. - 415 с.

133. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. -М.: Академия, 2005. - 300 с.

134. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. Практика аналогового моделирования динамических систем: Справочное пособие - М.: Энергоатом издат, 1987.-384 с.

135. ТищенкоН.М. Введение в проектирование систем управления. -М.: Энергоатомиздат, 1986. - 248 с.

136. Ту Ю. Современная теория управления: Пер. с англ. / Под ред. В.В. Солодовникова. -М.: машиностроение, 1971. -474 с.

137. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. -М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001 - 616 с.

138. ФирагоБ.И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б.И. Фираго, Л.Б. Павлячик. - Мн.: Техноперспектива. - 2006. - 363 с.

139. Фираго Б.И. Теория электропривода: учеб. пособие / Б.И. Фираго, Л.Б. Павлячик. - Мн.: ЗАО «Техноперспектива», 2004. - 527 с.

140. ФуртатИ.Б. Адаптивное управление неминимально-фазовыми объектами определенного класса // Проблемы управления, №1, 2013. - С. 1925.

141. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. - М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука». -1977.-560 с.

142. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. - М.: Физматгиз, 1963. - 724 с.

143. Цянь Сюэ-Сэнь. Техническая кибернетика. Пер. с англ. Издательство: Издательство иностранной литературы, 1956. -462 с.

144. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. - М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008.-288 с.

145. Шегал Г.Л., Короткое Г.С. Электрические исполнительные механизмы в системах управления. - М., «Энергия», 1968.

146. Шекшня В.Л. Конспект лекций по курсу Следящие системы. -Издательство МЭИ, Москва. - 1966. - 140 с.

147. Электрические измерения: учебник для вузов / БайдаЛ.И., Добротворский Н.С., ДушинЕ.М. и др. - 5-е изд., перераб, и доп. - Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. - 392 с.

148. Электрические следящие приводы с моментным управлением исполнительными двигателями: Монография / Баранов М.В., Бродовский В.Н., Зимин А.В., КаржавовБ.Н. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006.

149. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Б. Опищенко. 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. -288 с.

150. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. - Москва «Энергия». - 1969. - 375с.

151. Ellis George (George Н.) Control system design guide: a practical guide/George Ellis. - 3rd ed. p. cm.

152. Semenov A. V., Gelozhe Y. A. Processes ordering of nonlinear automatic phase control system // CHAOS 2010. 3rd Chaotic Modeling and Simulation International Conference / Book of Abstracts. Editor Christos H. Skiadas. - 2010 Chania, Crete, Greece. - Page 22.

153. Semenov A. V., Gelozhe Y. A. Structure of automatic control system of object orientation // Материалы Международной научно-технической и научно-методической интернет-конференции врежиме off-line «Проблемы современной системотехники». - Таганрог, 2009. -216 с. - С. 6-8.

154. Wood, Roger. FPGA-based implementation of complex signal processing systems / Roger Wood ... [et al] p. cm.

155. Youla D. C., Bongiorno J. J. A feedback theory of two-degree-of freedom optimal Winer-Hopf design // IEEE Trans. Aut. Control, 1985. AC-30. -№7. July. - P. 652-665.

Таганрогский авиационный

научно-технический комплекс им. Г. М. БЕРИЕВА

Открытое акционерное общество

Лауреат премии Правительства РФ в области качества

Российская Федерация 347923, г. Таганрог, Площадь Авиаторов, 1 Тел.: [phone], Факс: [phone] E-mail: [e-mail]

№ ¿Ж /¿7-ЙУв

на №

от

УТВЕРЖДАЮ:

1-й Зам. Гене ОАО

1ьного конструктора \М. Бериева», Гавро

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Семенова Александра Валерьевича на тему «Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества», выполненной на кафедре систем автоматического управления ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Комиссия в составе:

Председатель комиссии - Степанов H.A. - Зам. Генерального конструктора ОАО «ТАНТК им. Г.М. Бериева»;

члены комиссии: 1. Пелипенко М.И. - к.т.н., инженер-конструктор 1-й кат.

2. Бесеневич М.Г. - ведущий конструктор.

составила настоящий акт в том, что в составной части ОКР шифр «Сокол-Эшелон-ЛА», выполняемой на ОАО «ТАНТК им. Г.М. Бериева», использовались следующие результаты диссертационной работы Семенова Александра Валерьевича:

1. Методы построения желаемых передаточных функций дискретных следящих систем.

2. Методы аналитического синтеза дискретных следящих систем по заданным показателям качества.

3. Программа синтеза цифровых устройств управления на ЭВМ. Использование указанных результатов позволило:

- обеспечить заданные показатели качества авиационных бортовых электромеханических цифровых следящих систем специального назначения с учетом электрических и конструктивных ограничений;

- определить технические требования к составным частям бортовых цифровых следящих систем;

- повысить качество и производительность труда инженеров-разработчиков на этапе эскизно-технического проектирования электромеханических цифровых следящих систем.

Зам. Генерального конструктора ОАО «ТАНТК им. Г.М. Бериева» К.т.н., инженер-конструктор Ведущий конструктор

Степанов H.A. Пелипенко М.И. Бесеневич М.Г.

УТВЕРЖДАЮ:

Зам. директт

' многопроцессорных „.систем ЮФУ,

Bosf

^Ш&ШШШИ. 2013 г.

В.Н. Котов

.Avi

■Шх

m

AKT ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Семенова Александра Валерьевича на тему «Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества», выполненной на кафедре систем автоматического управления факультета автоматики и вычислительной техники ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Комиссия в составе:

Председатель комиссии - Капустян С.Г. - д.т.н., зав. отделом 22;

члены комиссии: 1. Усачев Л.Ж. - к.т.н., с.н.с.;

2. Иванов Д.Я. - м.н.с.

составила настоящий акт в том, что при проведении работ:

- НИР «Разработка и исследование методов управления роевым поведением массово-применяемых микророботов на принципах самоорганизации и роевого интеллекта», шифр - «Формация-3», № гос. регистрации 01201255495;

-грант РФФИ №11-08-01196-а «Разработка научных основ организации и функционирования систем группового управления беспилотными летательными аппаратами при решении задач мониторинга», № гос. регистрации 01201164290, выполняемых в Научно-исследовательском институте многопроцессорных вычислительных систем имени академика A.B. Каляева федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» использовались следующие результаты диссертационной работы Семенова Александра Валерьевича:

- алгебраические условия астатизма дискретных следящих систем по задающему воздействию и возмущениям, накладываемые на коэффициенты' передаточных функций цифровых следящих систем.

- метод аналитического синтеза физически реализуемых двумерных цифровых устройств управления, которые обеспечивают устойчивость, высокий порядок астатизма к задающему воздействию и возмущениям, а также время

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ул. Большая Садовая, д. 105/42, г. Ростов-на-Дону, 344006 Тел.: [phone]; факс: [phone]; e-mail: [e-mail]; http://vvvw.sfedu.ru

№ /2

На № • Т пт '

УТВЕРЖДАЮ

инженерному

ЮФУ

. Петров 2013 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Семенова Александра Валерьевича на тему «Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества», выполненной на кафедре Систем автоматического управления ФАВТ ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Настоящим актом подтверждается, что научные результаты диссертационной работы Семенова Александра Валерьевича внедрены в учебный процесс кафедры Систем автоматического управления ФАВТ ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» при постановке курсов «Теория автоматического управления», «Современные проблемы автоматизации и управления», .«Информационные технологии управления».

Разработанные на основе диссертационной работы методические материалы и программы для системы Ма^аЬ применяются при чтении лекций, постановке лабораторных работ, при курсовом и дипломном проектировании.

Материалы обсуждены и одобрены на заседании кафедры САУ, протокол № 18 от 27.06.2013 г.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ул. Большая Садовая, д. 105/42, г. Ростов-на-Дону, 344006 Тел.: [phone]; факс: [phone]; e-mail: [e-mail]; http://www.sfedu.ru

30.08.2013 г.

На№

№ от

424.05-17/9

УТВЕРЖДАЮ

нженерному ЮФУ |нт

.В. Петров 2013 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Семенова Александра Валерьевича на тему «Аналитический синтез цифровых следящих систем по заданным показателям качества», выполненной на кафедре Систем автоматического управления ФАВТ ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Настоящим актом подтверждается, что научные результаты диссертационной работы Семенова Александра Валерьевича внедрены в учебный процесс кафедры Радиотехнических и телекоммуникационных систем РТФ ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» при постановке курсов «Радиосистемы управления», «Радиоавтоматика», «Синхронизация в радиосистемах передачи информации».

По теме диссертации издано одно учебное пособие: Семенов А.В., Геложе Ю.А., Клименко П.П. «Наведение телескопов астронавигационных систем». Учебное пособие по дисциплине «Радиосистемы управления» (Курсовое проектирование и лабораторные исследования). - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010.-65 с.

Разработанные на основе диссертационной работы методические материалы применяются при чтении лекций, постановке лабораторных работ, при курсовом и дипломном проектировании.

Материалы обсуждены и одобрены на заседании кафедры РТС, протокол № 1 от 26.08.2013 г.

Зав. кафедрой РТС к.т.н., профессор

Декан РТФ к.т.н., доцент

В.Т. Лобач

С.Г. Грищенко

РООШШСЮШ ФВДИРАШЩШ

ййй Ш Ф

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№ 2013617249

"Программа синтеза цифровых регуляторов с управлением по выходу и воздействиям с учетом заданных показателей качества систем управления в среде МАТЪАВ'

»»»

Правообладатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» (К1/)

Авторы: Семенов Александр Валерьевич (!№), Гайдук Анатолий Романович (КЦ), Капустин Сергей Григорьевич (Я11)

Заявка № 2013615013

Дата поступления 18 ИЮНЯ 2013 Г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 06 августа 2013 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Б. П. Симонов

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРОГРАММНЫЕ МОДУЛИ ПРОЦЕДУРЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СИНТЕЗА ЦИФРОВЫХ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ, РАЗРАБОТАННЫЕ В СРЕДЕ МАТЬАВ П3.1 Программа синтеза цифровых регуляторов с управлением по выходу и воздействиям с учетом заданных показателей качества систем управления в среде МаНаЬ

Аннотация: Программа с!сс12с^ предназначена для синтеза цифровых регуляторов дискретных систем с непрерывными объектами как с левыми, так и с правыми нулями по управлению. Реализован метод аналитического синтеза дискретных систем управления по заданным показателям качества, в том числе произвольному порядку астатизма по задающему воздействию и возмущению. Входные данные: передаточные функции дискретного объекта управления и «непрерывного прототипа», требуемый порядок астатизма.

Выходные данные (основные): полиномы двумерного цифрового регулятора, желаемая передаточная функция синтезированной дискретной системы. Применение: автоматизированный синтез цифровых следящих систем и дискретных систем управления в среде Ма^аЬ; научные исследования астатических цифровых следящих систем.

Листинг программы «dcd2deg»

% Программа синтеза цифровых регуляторов с управлением по выходу и воздействиям

% с учетом заданных показателей качества систем управления в среде MATLAB % dcd2deg: Digital Control Device with Two-Degree-of-freedom design % Copyright A. V. Semenov, A.R. Gaiduk, S.G. Kapustjan % Copyright A.B. Семенов, A.P. Гайдук, С.Г. Капустян % $Revision: vl $ $Date: 2013/15/05 09:10 %ИСХОДНЫЕ ДАНННЫЕ:

%* Wyg - Передаточная функция (ПФ)»дискретного прототипа» (ДП) %* Wyu - ПФ дискретного объекта управления (ДОУ) по управлению. %* Wyf - ПФ ДОУ по возмущению.

%--------Данные (ПФ ДП и ПФ ДОУ) должны быть сформированы процедурой

c2d(sys,Ts,1zoh'),

% где sys - ПФ непрерывного объекта,

% Ts - период дискретизации,

% 'zoh' - метод Zero-order hold (экстраполятора нулевого порядка).

%* ast_g - требуемый порядок астатизма СИСТЕМЫ по задающему воздействию %* ast_f - требуемый порядок астатизма СИСТЕМЫ по возмущению %0СН0ВН0Й РЕЗУЛЬТАТ:

%* R,L,Q - полиномы устройства управления (регулятора), получаемые в % результате синтеза

function DCD = dcd2deg(Wdp,Wyu,Wyf,ast_g,ast_f) %% проверка входных данных

% 1. проверка одинаковости параметров двух входных передаточных функций % 1.1 масштаба времени (секунды, мс, мкс) % 1.2 частот дискретизации, %% подготовка данных %присвоение переменных

Nz=l; % задержка расчета управления в двумерном ЦУУ (ЦР) на заданное число

тактов

Zz (1,1 : (l*Nz+l))=0; % индекс с единицы

Zz(l)=l; % формирование полинома гл(1*Ыг) - кол-во -тактов задержки при вычислении управления в двумерном ЦУУ (ЦР)

B_Wou=Wyu.num{l}; % полином ЧИСЛИТЕЛЯ ПФ ДОУ (z) - коэффициент с младшим номером стоит при z со старшей степенью

% длина массива B_Wou равна длине А, т.е. если степень полиномаВ_Юои меньше, то его элементы дополнены нулями до длины матрицы А

A=Wyu.den{1}; % полином ЗНАМЕНАТЕЛЯ ДПФ ДОУ (z) - коэффициент с младшим номером стоит при z со старшей степенью

H0_WH=Wdp.num{1}; % полином ЧИСЛИТЕЛЯ желаемой ДПФ (z) - коэффициент с младшим номером стоит при z со старшей степенью

H=Wdp.den{l};% полином ЗНАМЕНАТЕЛЯ желаемой ДПФ (z) - коэффициент с младшим номером стоит при z со старшей степенью

%расчет данных ПФ «дискретного прототипа» (ДП) WH % определение порядка числителя, знаменателя

h0=deg(H0_WH); %определение максимальной степени (порядка) полинома числителя желаемой ПФ НО

h=deg(H); %определение максимальной степени (порядка) полинома знаменателя желаемой ПФ H

H0=H0_WH(1,(length(H0_WH)-hO):length(H0_WH)); %ПРИСВОЕНИЕ полинома НО ЧИСЛИТЕЛЯ ПФ ДП

%расчет данных ПФ ДОУ Wou

m=deg(B_Wou); %определение максимальной степени (порядка) полинома числителя

ПФ ДОУ в

n=deg(A); ^определение максимальной степени (порядка) полинома знаменателя ПФ

ДОУ А

B=B_Wou(l,(length(B_Wou)-m):length(B_Wou)); %ПРИСВОЕНИЕ полинома В ЧИСЛИТЕЛЯ ПФ ДОУ (z) без первых нулей

bm=B(1);%коэффициент при старшей степени z полинома B(z) уравнения ДОУ Broot=roots(В)'; % массив корней полинома В Aroot=roots(А)'; % массив корней полинома А

F_Wou=Wyf.num{1}; % полином ЧИСЛИТЕЛЯ ПФ ДОУ (z) по возмущению F=F_Wou(l,(length(F_Wou)-deg(F_Wou)):length(F_Wou)); %ПРИСВОЕНИЕ полинома F ЧИСЛИТЕЛЯ ПФ ДОУ по возмущению без первых нулей

Froot=roots(F)'; % массив корней полинома F %Определение астатизма ДОУ astA=0; % начальное значение переменной for k=l:length(Aroot)

if (1-Aroot(к))<le-10 % проверяется условие Aroot(k)=l, но из-за ошибок вычислений приходится вводить "меру точности"

astA=astA+l; %астатизм, обеспечиваемый ОУ, который учитывается в

полиноме АА

end

end

astF=0; % начальное значение переменной for k=l:length(Froot)

if (1-Froot(k))<le-10 % проверяется условие Aroot(k)=l, но из-за ошибок вычислений приходится вводить "меру точности"

astF=astF+l; %астатизм, обеспечиваемый ДОУ по возмущению

end

end

%% Определение требуемого астатизма регулятора

%требуемый астатизм регулятора, который учитывается в полиноме R

astR=max([(ast_f-astF) (ast_g-astA) 0]);%для обеспечения астатизма как по

задающему воздействию, так и по возмущению %%

Zast=l; % полином Zast=(z-1)AastR (присвоен 1 для случая astR=0); if astR~=0

for step = l:astR

Zast=conv([l -l],Zast); % формирование полинома Zast=(z-1)*astR

end

end

AA=Conv(A,Zast); % AA=A*(z-1)AastR nn=deg(AA); % n с волной % определение признака системы

% Type_SYS=0 :признак системы - система с нулями по управлению, по модулю МЕНЬШИМИ единицы

% Type_SYS=l :признак системы - система с нулями по управлению, по модулю БОЛЬШИМИ единицы if ш==0

Type_SYS=0;

else

Number_left_rootB=0; % обнуление параметра - кол-во левых нулей Number_right_rootB=0; % обнуление параметра - кол-во левых нулей for к = 1:ш

if abs(Broot(к))<1

Number_left_rootB=Number_left_rootB+l; %кол-во левых нулей

end;

if abs(Broot(k))>1

Number_right_rootB=Number_right_rootB+l; %кол-во правых нулей

end;

end

if Number_right_rootB~=0

Type_SYS=l; %правые нули по управлению elseif Number_left_rootB~=0

Type_SYS=0; %левые нули по управлению

end

end

% общие параметры синтеза

r=n+astR; % не используется в расчетах ???? 1=г; % не используется в расчетах ????

% ll=n+astR-l; % 1 (эль) с волной - БЕЗ учета задержки

ll=n+astR-l*Nz; % 1 (эль) с волной %% =====================================================================

% ================== СИНТЕЗ ============================================

switch Type_SYS

%======================================================================

%======== синтез системы с нулями, по модулю меньшими единицы =========

case О

B0=B/bm; %полином ДОУ, у которого при старшей степени стоит множитель,

равный 1

% k=hO-m+l*Ntau; % БЕЗ учета задержки Ntau, более одного такта

k=hO-m+l*Nz; % с учетом задержки Ntau, более одного такта mu=n+astR-hO; rr=n-m; % г с волной % d=h+mu+k-l;

d=h+mu+k-l*Nz; % степень полинома D

Ny=d+1; % число уравнений (кол-во строк матрицы АВ)

Nn=rr+ll+2; % число неизвестных (кол-во столбцов матрицы АВ)

Zk (1,1: (k+1))=0; % индекс с единицы

Zk(l)=l; % формирование полинома zA(k)

Zm(1,1:(mu+1))=0; % индекс с единицы Zm(l)=l; % формирование полинома zA(mu)

Zmk=conv(Zk,Zm); % формирование полинома гЛ(ти+к) Zrakz=deconv(Zmk, Zz); % формирование полинома гЛ(ти+к-1) % Zmkz=Zmkz(l,(length(Zmkz)-deg(Zmkz)):length(Zmkz)); Zmz=deconv(Zm,Zz); % формирование полинома z~(mu-l)

% ----- Формирование желаемой ДПФ согласно методу синтеза ----------------

w=dtf(НО,conv(Н,zk),ast_g); WHnum=W.num; %HH WHden=W.den; %H

% ============ формирование системы уравнений ==========================

% ------- матрица левой части системы уравнений (из коэф. полиномов ОУ)

AB=zeros(Ny,Nn); for i = 1: (11+1) АВ (i,i)=bm;

end j0=11+2;

AA_f=fliplr(AA); for j = j 0:Nn

i0=j-j0+l; % индекс массива начинается с единицы for i = 1:(nn+1)

АВ(i + i 0-1,j)=AA_f(i) ; end

end

% ------------- матрица правой части (D из коэфф. знаменателя желаемой ДПФ)

D=conv(WHden,Zmz); G=fliplr(D)•;

% ------------ решение уравнения (найти полиномы L и R с волной) ---------

LR=AB/G;

LL_f(1,:)=LR(1:(11+1)); % строка

RR_f(l,:)=LR((11+1+1):Nn); % строка

LL=fliplr(LL_f); «полином регулятора L с волной

RR=fliplr(RR_f);%полином регулятора R с волной

L=conv(Zz,LL); %(операция перемножения) искомый полином регулятора L convn(A,B)

R=conv(Zast,conv(ВО,RR)); %(операция перемножения)искомый полином регулятора R Q=(bm"-!)*conv(WHnum,Zm); %искомый полином регулятора Q

%======== синтез системы с нулями, по модулю большими единицы =========

%======================================================================

case 1

Bw(l,1:(Number_left_rootB+l))=0; % индекс с единицы

Bw(Number_left_rootB+l)=1; % формирование начального полинома 1*хл0 Bnw(1,1:(Number_right_rootB+l))=0; % индекс с единицы

Bnw(Number_right_rootB+l)=1; % формирование начального полинома 1*хА0 for к = 1:ш if abs(Broot(к))<1

Bw=conv(Bw,[1 -Broot(k)]); %формирование полинома В омега

end;

if abs(Broot(к))>1

Bnw=conv(Bnw,[1 -Broot(k)]); %формирование полинома В не омега

end; end

mw=deg(Bw); mnw=deg(Bnw) ;

Bw=Bw(l, (length(Bw)-mw):length(Bw)) ; %ПРИСВОЕНИЕ полинома Bw !!! Bnw=Bnw(l,(length(Bnw)-mnw):length(Bnw)); %ПРИСВОЕНИЕ полинома Bw !!! BBnw=bm*Bnw;

hx=mnw+ast_g-1;

% k=h0-mw+l; % БЕЗ учета задержки Ntau, более одного такта

k=hx-mw+l*Nz; % с учетом задержки Ntau, более одного такта rr=n-mw; % г с волной

mu=n+astR-hx; % d=h+mu+k-l;

d=h+mu+k-l*Nz; % степень полинома D

Ny=d+1; % число уравнений (кол-во строк матрицы АВ)

Nn=rr+ll+2; % число неизвестных (кол-во столбцов матрицы АВ)

Zk(1,1:(к+1))=0; % индекс с единицы