Параметрический синтез многосвязных систем автоматического управления во временной области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Шишлаков, Дмитрий Владиславович

• Шишлаков, Дмитрий Владиславович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шишлаков, Дмитрий Владиславович

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение

1 ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОСВЯЗНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

1.1 Обзор методов исследования многосвязных систем автоматического управления

1.2 Обзор методов построения и исследования моделей электротехнических устройств

1.3 Постановка задач диссертации

1.4 Выводы

2 СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ НЕПРЕРЫВНЫХ МСАУ ОБОБЩЕННЫМ МЕТОДОМ ГАЛЕРКИНА

2.1 Математические модели линейных многосвязных систем автоматического управления

2.2 Постановка задачи синтеза линейных многосвязных САУ и общая схема ее решения обобщенным методом Галеркина

2.3 Формирование целевой функции для линейных многосвязных систем управления

2.4 Примеры решения задачи параметрического синтеза линейных МСАУ

2.5 Математическая модель нелинейных непрерывных МСАУ

2.6 Формирование целевой функции для нелинейных непрерывных МСАУ

2.7 Примеры решения задачи синтеза параметров нелинейных МСАУ

2.8 Выводы

3 СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ МСАУ ОБОБЩЕННЫМ МЕТОДОМ ГАЛЕРКИНА

3.1 Математическая модель импульсных линейных МСАУ

3.2 Математические модели амплитудно-импульсных модуляторов

3.3 Формирование целевой функции для линейных импульсных МСАУ и примеры решения практических задач

3.4 Формирование целевой функции для решения задачи синтеза параметров нелинейных импульсных МСАУ

3.5 Примеры решения задачи синтеза параметров нелинейных импульсных многосвязных систем управления

3.6 Выводы

4 ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ

СИСТЕМ

4.1 Структурная схема автономной электроэнергетической установки

4.2 Определение амплитуд возмущающих воздействий для моделирования анормальных режимов работы электроэнергетической установки

4.3 Моделирование анормальных режимов работы электроэнергетической установки с синтезированными параметрами

4.3. Анализ динамических свойств ЭЭУ при внешнем возмущающем

1 воздействии на входе синхронного генератора

4.3. Анализ динамических свойств ЭЭУ при внешнем возмущающем

2 воздействии на входе приводного двигателя

4.3. Анализ динамических свойств ЭЭУ при одновременном действии

3 возмущений на входах синхронного генератора и приводного двигателя

4.4 Выводы

Заключение

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параметрический синтез многосвязных систем автоматического управления во временной области»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Современный уровень развития науки и техники характеризуется непрерывным усложнением автоматизируемых технологических процессов, укрупнением мощности сложных электромеханических и электроэнергетических комплексов. Таким образом, при решении многих технических задач объектами управления являются не отдельные звенья, а более сложные комплексы со многими регулируемыми переменными и внутренними связями. Такие системы автоматического управления (САУ) с несколькими взаимосвязанными величинами в технической литературе называются многосвязными, взаимосвязанными, многоканальными, многомерными системами автоматического управления (МСАУ). Как правило, системы управления данного класса содержат как элементы и устройства, обладающие нелинейными характеристиками, так и амплитудно-импульсные модуляторы (АИМ), поскольку во многих случаях регуляторы МСАУ представляют собой импульсные цепи коррекции.

В теории многосвязных систем управления достигнуты значительные результаты. Здесь в первую очередь следует отметить методы исследования, изложенные в трудах В.М. Меерова, В.Т. Морозовского, В.Я. Катковника и ряда других ученых.

Существующие традиционные методы синтеза непрерывных и импульсных МСАУ либо применимы к линейным и линеаризованным системам, либо имеют особенности, ограничивающие их применение для исследования широкого класса САУ (нелинейные МСАУ, произвольно высокого порядка с несколькими нелинейными элементами; с амплитудно-импульсными модуляторами; МСАУ со звеньями чистого запаздывания) по единым методикам. Очевидно, что разработка единых методов расчета многосвязных систем, как непрерывных, так и импульсных, в том числе с запаздывающим аргументом является актуальной задачей.

Цель работы заключается в разработке эффективных и универсальных

методов, имеющих общую математическую и методологическую основу, для решения задачи синтеза линейных и нелинейных МСАУ (непрерывных и амплитудно-импульсных) высокого порядка.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

- разработка метода синтеза линейных и нелинейных непрерывных многосвязных систем автоматического управления высокого порядка, приближенно обеспечивающего требуемые показатели качества регулирования САУ в переходном режиме;

- разработка метода синтеза линейных и нелинейных многосвязных систем автоматического управления высокого порядка содержащих амплитудно-импульсные модуляторы (АИМ), приближенно обеспечивающего требуемые показатели качества регулирования САУ в переходном режиме.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались фундаментальные положения теории автоматического управления, прямые методы решения вариационных задач, аппарат теории обобщенных функций, высшей алгебры, ряды Фурье, метод нелинейного программирования. Поскольку разрабатываемые в диссертационной работе методы синтеза параметров МСАУ обеспечивают приближенное воспроизведение их динамических характеристик, то теоретические результаты, полученные в работе, подтверждаются иллюстративными примерами и решением технических задач.

Научная новизна. В диссертационной работе новым является следующее:

-предложен метод параметрического синтеза линейных и нелинейных непрерывных МСАУ по заданным показателям качества их работы в переходном режиме;

-предложен метод параметрического синтеза линейных и нелинейных МСАУ с АИМ по заданным показателям качества их работы в переходном режиме.

На основе предложенных методов разработаны унифицированные алгоритмы синтеза линейных и нелинейных МСАУ, как непрерывных, так и импульсных, различной степени сложности, порядка и структуры.

Общую математическую основу для предложенных методов составляет обращение одного из методов математической физики на решение поставленной. Достоинства предлагаемых методов по сравнению с традиционными методами решения аналогичных задач заключаются в том, что они позволяют более полно учитывать специфические особенности динамики многосвязных систем управления, в том числе влияние амплитудно-импульсных модуляторов, а также элементов и устройств, имеющих нелинейные характеристики.

Кроме того, разработанные методы синтеза дают возможность существенно сократить объем вычислений по сравнению с подходами, опирающимися на прямое интегрирование систем нелинейных дифференциальных и конечно-разностных уравнений.

Практическая ценность и реализация в промышленности. Предложенные в работе методы синтеза линейных и нелинейных МСАУ высокого порядка, как непрерывных, так и содержащих АИМ, являются теоретической основой разработанных алгоритмов и программ синтеза многосвязных систем управления. Они могут быть использованы в качестве прикладного программного обеспечения при создании систем автоматизированного проектирования линейных и нелинейных непрерывных и импульсных МСАУ любой степени сложности произвольно высокого порядка.

Полученные результаты использованы в проектах «Исследование установившихся и переходных режимов автономной электроэнергетической установки со сверхпроводниковым оборудованием и системой криогенного обеспечения» аналитической ведомственной целевой программы Рособразо-вания «Развитие научного потенциала высшей школы (2006 - 2008 гг)» (Код ГРНТИ РНП.2.1.2.9319), НИР Государственный контракт от 30.09.2009 г. № 02.516.11.6167 «Разработка и создание сверхпроводниковых устройств, предназначенных для повышения устойчивости и надежности энергетиче-

ских систем и электроэнергетического оборудования» (2009-2010 гг), НИР Государственный контракт от 08.06.2009 г. № 02.518.11.7108 «Комплексные исследования физических процессов в энергосберегающих электроэнергетических устройствах из наноструктурированных материалов с использованием уникальных стендов» (2009-2010 гг), НИР Государственный контракт от 15.06.2009 г. № 02.740.11.0070 «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» (2009-2011 гг),а также в учебном процессе в «Институте инновационных технологий в электромеханики и энергетики» Санкт-Петербургского Государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на II и III международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии» (АПТ'02; АПТ'04), (Санкт-Петербург, 2002, 2004); VI Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах», (Санкт-Петербург, 2002); VII и VIII Всероссийских научных конференциях «Нелинейные колебания механических систем», (Нижний Новгород, 2005, 2008); Всероссийской научной конференции «ЭЭПС-2005», (Казань, 2005); научной сессии государственного университета аэрокосмического приборостроения, (Санкт-Петербург, 2006); III Международной научно-технической конференции «Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы» EECCES-2007, (Екатеринбург, 2007), Международном форуме «Формирование современного информационного общества - проблемы, перспективы, инновационные подходы». Круглый стол «Инновационные технологии в электромеханике, энергетике и системах управления» (к 120-летию академика М.П. Костенко)(Санкт-Петербург, 2010), Научно-технической конференции «Завалишинские чтения» (Санкт-Петербург, 2007, 2008, 2009, 2011,2012), Всероссийской научно-

технической конференции «Управление и информатика в технических системах», (Красноярск, 2013).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 27 печатных работах, в том числе монографии (в соавторстве), 6-ти статьях в журналах из списка ВАК: «Известия Вузов «Приборостроение»»; «Известия Вузов «Проблемы энергетики»», «Информационно-управляющие системы» и отражены в 8-ми отчетах о научно-исследовательских работах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованных источников.

В первом разделе приведен анализ современного состояния проблемы синтеза многосвязных непрерывных и импульсных систем автоматического управления. На основании обзора и анализа методов расчета МСАУ формулируется цель диссертационной работы и задачи исследования.

Во втором разделе предлагается метод параметрического синтеза по заданным показателям качества линейных и нелинейных многосвязных систем автоматического управления произвольно высокого порядка. В основу схемы решения задачи синтеза положено обращение прямого вариационного метода математической физики - обобщенного метода Галеркина (метода ортогональных проекций). Подробно рассматривается вопрос построения обобщенной математической модели МСАУ, учитывающей особенности структурных компоновок систем управления рассматриваемого класса.

В третьем разделе предлагается метод параметрического синтеза по заданным показателям качества линейных и нелинейных многосвязных систем автоматического управления произвольно высокого порядка, содержащих амплитудно-импульсные модуляторы. Рассматриваются различные математические модели амплитудно-импульсных модуляторов, дающие возможность с необходимой степенью точности учитывать влияние АИМ на динамические свойства МСАУ.

Так как разработанные методы являются приближенными, то в работе решаются примеры, иллюстрирующие их точность.

В четвертом разделе предлагаемыми методами решается задача параметрического синтеза регуляторов в каналах регулирования напряжения и частоты автономной электроэнергетической установки (ЭЭУ) со сверхпроводниковым оборудованием и системой криогенного обеспечения, представляющей собой многосвязную систему автоматического управления. Математическая модель рассматриваемой многосвязной системы управления ЭЭУ описывается системой дифференциальных уравнений 5-го порядка. В ходе решения задачи синтеза были определены значения 12-ти варьируемых параметров, обеспечивающих в электроэнергетической установке заданные показатели качества ее работы в нормальном режиме эксплуатации (отклонение по напряжению не превышает 5%, а по частоте - 2%, что соответствует ГОСТ 28173 (МЭК 60034-1).

В заключении изложены основные результаты диссертационной работы.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- алгоритм параметрического синтеза линейных и нелинейных непрерывных МСАУ по заданным показателям качества работы в переходном режиме;

- алгоритм параметрического синтеза линейных и нелинейных МСАУ с АИМ по заданным показателям качества работы в переходном режиме;

- результаты параметрического синтеза регуляторов в каналах регулирования напряжения и частоты автономной электроэнергетической установки (ЭЭУ) с применением предложенных алгоритмов.

1 ОБЗОР МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОСВЯЗНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

В настоящем разделе приводится обзор методов синтеза многосвязных систем автоматического управления, анализируются их достоинства и недостатки. Рассматриваются подходы к построению математических моделей электромеханических систем, представляющих собой системы многосвязного регулирования. На основе проведенного обзора формулируются цели и задачи диссертационной работы.

1.1 Обзор методов исследования многосвязных систем автоматического управления

Системы многосвязного управления нашли широкое распространение в различных отраслях промышленности. К этому классу систем относятся технологические процессы, такие как объекты нефтедобывающей промышленности, нефтепереработки и нефтехимии, химическое производство, электроэнергетические системы, системы автоматического регулирования турбо- и гидродвигателей, системы автоматического управления полётом летательных аппаратов, электроприводами в станах непрерывной прокатки холодного и горячего металла и многие другие САУ. Это обстоятельство привело к необходимости разработки методов исследования, как анализа, так и синтеза многосвязных систем, бурное развитие которых началось в 60-е годы XX века.

Основные направления в теории многосвязных систем - это моделирование, идентификация, анализ структур, синтез структур и параметров, исследование качественных характеристик (таких, как управляемость, устойчивость и других), разработка методов оптимизации.

Для многосвязных систем характерно наличие нескольких каналов управления, которые связаны структурно, общими ограничениями на входные переменные и критерии качества. Математически МСАУ может описы-

ваться дифференциальными уравнениями, обыкновенными или в частных производных, она может быть линейной и нелинейной, непрерывной или дискретной, детерминированной или стохастической. Способу описания системы соответствует математический аппарат, используемый для ее исследования, это может быть функциональный анализ, для дискретных систем -комбинаторные методы и теория графов.

В работе [1] показано, что применение теории графов позволяет в значительной мере упростить все виды преобразований структуры для получения передаточных функций относительно формулы количества связей, обеспечивающей селективную инвариантность каналов управления. Структурные матрицы (графы) могут быть использованы и для исследования чувствительности МСАУ, в соответствии с методикой рассмотренной в [2].

Развитие теории МСАУ связано с реализацией принципа автономности, который был введен в рассмотрение в [3]. Принцип автономности заключается в таком способе построения САУ, при котором устраняется взаимное влияние между отдельными контурами системы. Таким образом, исходная МСАУ рассматривается как п систем, имеющих по одной управляемой координате каждая. На основе принципа автономности была разработана теория автономности, которая достаточно эффективно использовалась при исследовании МСАУ в течение нескольких десятилетий [4].

Фундаментальные работы М.В.Меерова [5 - 7] по реализации принципа автономности многосвязных систем управления внесли значительный вклад в развитие теории МСАУ и позволили решить значительное число прикладных задач. Очевидно, что существуют такие объекты, где использование принципа автономности оказывается полезным и целесообразным [7]. Так в [8] на основе условий автономности с использованием амплитудно-частотных характеристик предлагается синтезировать многомерные комбинированные системы с общим выходом, как Линейные, так и нелинейные. Причем в данной статье подход распространен на МСАУ без ограничения числа контуров в отличие от [9 - 12], где рассматриваются системы с двумя

контурами.

В [13] рассматривается подход к синтезу нелинейной двумерной САУ, при отсутствии перекрестных связей между регуляторами и выполнением условия автономности. При этом нелинейные функции линеаризуются с использованием ряда Тейлора. Подобный подход может быть применен и к синтезу дискретный МСАУ, если между дискретным элементом и объектом управления имеется интегрирующее звено.

Очевидно, что рассмотрение МСАУ, как некоторой совокупности автономных не связанных и независимых систем управления требует дополнительного рассмотрения вопроса адекватности исследуемых моделей реальной МСАУ. Кроме того, полученные в результате решения задачи синтеза регуляторы, при использовании любого условия автономности, будут неизбежно требовать проведения дополнительных исследований качества функционирования МСАУ в целом.

Как отмечается в [7], для большинства многосвязных объектов применение принципа автономности противоречит сущности технологического процесса, то есть условиям нормального функционирования системы или вообще не имеет смысла. Подобная ситуация возникает когда результат работы МСАУ зависит одновременно от всех управляемых величин и их взаимосвязи. В тех случаях, когда автономность не противоречит физике функционирования МСАУ, оптимизация по каждой автономной системе не означает оптимизацию системы в целом. Из этого следует, что главным для многосвязных систем является то, что проблема обеспечения заданных показателей качества функционирования, как правило, сводится к решению задачи оптимизации некоторого функционала, зависящего одновременно от всех управляемых величин, при условии, что все они связаны между собой.

Оптимизация целевой функции может быть осуществлена различными методами. Так в теории автоматического управления для исследования одноконтурных САУ применяются метод сопряженных градиентов, метод проектирования градиента, метод наискорейшего спуска [14].

В методе наискорейшего спуска движение происходит по направлению вектора градиента до тех пор, пока производная целевой функции по этому направлению не обращается в ноль. Затем вновь определяется направление градиента и движение осуществляется вдоль этого вектора, пока не обратиться в ноль производная по данному направлению и так далее, что обеспечивает достаточно быстрый выход в окрестность экстремума.

Одним из эффективных методов минимизации функций является метод сопряженных градиентов, который можно рассматривать как оптимальную реализацию градиентного метода применительно к квадратичной функции.

Метод проектирования градиента обобщает градиентный метод на случай минимизации функции при наличии ограничений. При этом каждый шаг алгоритма, реализующего данный подход, состоит из градиентной фазы и фазы восстановления. На первой происходит движение в предположении, что ограничения выполняются, а на второй осуществляется корректировка приращения целевой функции таким образом, чтобы ограничения выполнялись с требуемой точностью.

Описание использования градиентных методов применительно к МСАУ приводится в [15, 16].

В [15] В.Я. Катковником было предложено решение задачи стабилизации в многомерных линейных и нелинейных системах управления на основе градиентных методов с использованием квадратичного функционала. В [16] рассматривается применение интегрального квадратичного критерия от фазовых координат.

Известно [14, 17], что при решении задачи синтеза односвязных САУ, в том числе и параметрического, описываемых дифференциальными уравнениями высокого порядка и содержащих несколько нелинейных элементов, градиентные методы практически не применимы, что связано со сложностью и громоздкостью преобразований и расчетов, необходимых для получения функций, входящих в задачу. Тем более трудно, а иногда и невозможно, найти явные выражения для соответствующих производных. Что касается

МСАУ, то в [15] указываются ограничения применимости градиентных методов, связанные с обеспечением их сходимости при перенастройке параметров регулятора в зависимости от условий работы объекта управления.

В [18, 19] предлагается корневой метод синтеза широкого класса линейных многосвязных детерминированных систем по отклонению с несимметричными каналами, с неавтономными органами управления, число которых не превышает числа регулируемых переменных. Метод характерен тем, что трудоемкая задача исследования характеристического и дополнительного полинома высокого порядка, с большим числом варьируемых параметров, сводится к исследованию полиномов более низкого порядка с поэтапным поиском решений. Исходный полином, на основе элементов теории структурной устойчивости, представляется в виде вырожденного и вспомогательного уравнений существенно меньшего порядка, чем исходное уравнение. Квазиавтономность подсистемы уравнений движения применительно к нелинейным МСАУ рассматривается в [20]. Подобный подход аналогичен методу разделения движений [21] и принципу локализации [22], известных в теории непрерывных и дискретных односвязных САУ. Основная идея принципа локализации, предложенного А.С.Востриковым, близка к методу разделения движений и заключается в следующем: система строится так, чтобы всевозможные отклонения параметров возмущения отрабатывались в быстром контуре, который как бы локализует все возмущения, а требуемый вид переходного процесса обеспечивается медленным контуром.

Значительный вклад в развитие методов структурного синтеза линейных МСАУ внес В.Т. Морозовский [23, 24]. В [23, 24] предлагается метод синтеза корректирующих перекрестных связей многосвязных систем управления при заданном качестве регулирования в отдельных каналах, основу которого составляет использование аппарата передаточных функций. Большое внимание уделено специальному классу МСАУ, который характеризуется однотипностью отдельных сепаратных систем управления, для которого рассматриваются различные по характеру перекрестные связи между сепарат-

ными системами. Для двумерных МСАУ приводятся таблицы, содержащие передаточные функции корректирующих перекрестных связей, полученные из условия автономности. Предлагаемый подход распространяется автором на существенно нелинейные многомерные САУ путем использования метода гармонической линеаризации.

В [25] предлагается метод структурного синтеза МСАУ комбинированного управления, названный авторами методом обратных операторов. Предлагаемый подход к решению поставленной задачи опирается на решение задачи идентификации МСАУ, решение которой дает возможность получить обратные модели по всем регулируемым координатам. МСАУ рассматрива- -ется как преобразователь управляющих величин и внешних воздействий в невязки, которые должны принимать нулевые или малые значения. Тогда задача построения обратных или квазиобратных моделей заключается в том, что по заданным значениям управляющих величин и невязок определяется величина внешнего воздействия, а по заданным значениям внешнего воздействия и невязки определяется значение управляющих величин. В результате получаются две системы называемые авторами обратными моделями сложного многосвязного объекта, объединение которых с объектом дает возможность осуществлять регулирование в МСАУ с помощью идентификаторов в прямой цепи и контуре обратной связи.

Различные принципы организации многосвязного управления с точки зрения многообразия структур многосвязных систем с оценкой достоинств некоторых классов МСАУ рассмотрены в работе Б.Г. Ильясова [26]. В работах [27, 28] делаются достаточно успешные попытки синтеза нелинейных законов управления и исследования периодических движений в непрерывных многосвязных системах управления.

Значительное место в общей теории исследований линейных и нелинейных многосвязных систем управления занимают численные методы, которые основываются на алгоритмах линейного программирования, численных методах решения задач быстродействия, методах фильтрации, различных ите-

рационных процедурах [29 - 35]. Как правило, такие подходы не обладают необходимой общностью и разрабатываются применительно к решению конкретных задач, что связано с определенными специфическими особенностями построения алгоритмов решения.

В работе [36] решается задача синтеза регулятора из условия обеспечения экстремума квадратичного функционала для линейного объекта управления. Показано, что с помощью метода динамического программирования получены рекуррентные соотношения, позволяющие определить параметры регулятора.

В ряде работ рассматриваются вопросы синтеза МСАУ с запаздывающим аргументом [5 - 7, 25, 37 - 40]. В [5] М.В. Мееров распространяет на МСАУ с запаздыванием условия автономности. В [18] метод обратных операторов распространяется на автономные МСАУ с запаздывающим аргументом. Предлагается применять управляющие устройства, искусственно компенсирующие запаздывания в объектах и позволяющие вести управление по упрежденным значениям регулируемых переменных. Такое решение дает возможность достичь выполнения принципа автономности МСАУ, что существенно облегчает решение задачи синтеза.

В [3 8 - 40] предлагается метод синтеза многосвязных линейных систем, содержащих звенья чистого запаздывания. Специфические свойства объектов с запаздывающим аргументом, в случае, когда запаздывание проявляется лишь при действии управляющих сигналов, позволили решать задачу синтеза данного класса МСАУ с использованием результатов теории оптимальной фильтрации Винера. Поскольку решение рассматриваемой задачи оптимального синтеза передаточной матрицы регулятора идентично для непрерывных и дискретных МСАУ, то результаты [38] могут быть применены и для линейных многосвязных импульсных систем управления.

Также как и в теории одномерных и односвязных САУ при решении задач как синтеза, так и идентификации МСАУ достаточно широко применяются методы модального управления и пространства состояний, опирающие-

ся на использование аппарата линейной алгебры и векторно-матричного описания динамических свойств исследуемой системы [41 - 47].

Так в [47] рассматривается синтез модального управления для многосвязной системы путем декомпозиции модели МСАУ на несвязанные между собой по переменным состояния и выходным координатам объекты с последующим синтезом наблюдателя и управления для каждого объекта в отдельности. Подобный подход фактически базируется на применении принципа автономности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шишлаков, Дмитрий Владиславович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

/

1 .Колпакова Н.П., Петров Б.Н. Структурные методы синтеза многоканальных систем с помощью теории графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 18-39.

2 .Мерабишвили П.Ф.О чувствительности МСАР графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 184-194. ;

3 .Вознесенский И.И. О регулировании машин с большим числом регулируемых параметров. АиТ, 1938, №4. С.12-15, №5. С.16-34

4.Кулебакин B.C. Теория инвариантности автоматически регулируемых систем // В кн. Труды I конгр. ИФАК. М.: Наука, 1960, т1.С.246-258;

5.Мееров М.В. Системы многосвязного регулирования. М.: Наука, 1965. 384с

6.Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М.: Наука, 1967. 423с

I .Мееров М.В. Исследование и оптимизация многосвязных систем управления. М,: Наука, 1986

8.Клубникин П.Ф. Вопросы теории многомерных комбинированных систем с общим выходом графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 154 - 170.

9.Клубникин П. Ф. Объединенные следящие системы с двумя приводами.-Автоматика и телемеханика, 1959, №2

10. Блейз Е.С., Семенов Ю.И., Чемоданов Б.К., Якименко Н.М. Динамика электромашинных следящих систем. М.: Энергия, 1967

II .Горбунов В.П., Короткое C.B., Шишков Б. А. Некоторые вопросы синтеза и работоспособности комбинированных систем управления. - Сб. «Автоматизированный электропривод». М.: изд-во АН СССР, 1965

12.Клубникин П.Ф. Быстродействующие индукционные муфты в САР. М. : Машгиз, 1962

13. Гришанин Ю.С., Громашева Э.С. Особенности синтеза одного класса

нелинейных двумерных систем автоматического регулирования графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 203-213.

14. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления / Под ред. А.А.Воронова и И.А.Орурка. М.: Наука, 1984. 340 с.

15. Катковник В.Я. Градиентные законы управления в задачах стабилизации многомерных систем управления графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 84 - 94.

16. Кулибанов В.Н. Синтез одного класса оптимальных систем автоматического регулирования графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 132 - 144.

17. Алгоритмы динамического синтеза нелинейных автоматических систем / Под ред. А.А.Воронова и И.А.Орурка. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 334 с.

18.Доценко А.И. Корневой метод синтеза одного класса многосвязных систем графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 194 - 203.

19 .Доценко А.И. Корневой метод синтеза многосвязных систем - Приборостроение и техника. Киев, №2, 1966

20. Бабушкин С.А. Взаимосвязь и локальность субсистем в нелинейных многосвязных системах автоматического управления графов // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 213-226.

21. Геращенко Е.И. Метод разделения движений и оптимизация нелинейных систем. М.: Наука, 1975. 296 с.

22. Востриков A.C. Дискретные системы автоматического управления на основе метода локализации: Учебное пособие / Новосиб. Электротехн. Ин.-т. Новосибирск, 1990. 74 с.

23. Морозовский В.Т. Анализ и синтез корректирующих перекрестных связей многомерных автоматизированных систем // Труды Военно-

воздушной академии им. Н.Е. Жуковского, 1963. 197с.;

24. Морозовский В.Т. Многосвязные системы автоматического регулирования. М.:Энергия. 1970. 288с. '

25. Пухов Г.Е., Жук К. Д. Синтез многосвязных систем управления по методу обратных операторов К., Наукова думка. 1966. 219с.

26. Ильясов Б.Г. и .др. Концепции организации многосвязного управления и структуры многосвязных систем. Мехатроника, автоматизация, управление, 2005, №8 с.3-8 . .

27. Ильясов и др. Исследование периодических движений в нелинейных однотипных многосвязных системах. Международный конгресс «Нелинейный анализ и его приложения», Москва, 1-5 сентября 1998, С.320-323.

28. Ильясов и др. Синтез нелинейных законов управления многосвязными динамическими объектами Международный конгресс «Нелинейный анализ и его приложения», Москва, 1 - 5 сентября 1998,С.314-318.

29. Литвак Б.Л. Использование особенностей многосвязных систем при решении некоторых динамических задач оптимизации // Управление многосвязными системами // сб.ст. М.: Наука, 1975. С. 11-17.

30. Берщанский Я.М. Численный метод решения задачи линейного быстродействия // Системы многосвязного управления: сб.ст. М.: Наука, 1973. С.38 - 44.

31. Берщанский Я.М. Оптимальное управление многосвязными объектами с ограниченными фазовыми координатами // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 106 - 111.

32. Берщанский Я.М. Численный метод решения задач динамического линейного программирования // Системы многосвязного управления: сб.ст. М.: Наука, 1977. С.38-45.

33. Берщанский Я.М. Метод оптимального распределения ресурса, ограниченного в каждый момент времени // Системы многосвязного управления: сб.ст. М.: Наука, 1977. С.45 - 58.

34. Вселюбский Б. С., Кулибанов В.Н. Метод решения двухточечной гра-

ничной задачи для нелинейных дифференциальных уравнений // Управление многосвязными системамй : сб.ст. М.: Наука, 1975. С. 71 - 79.

35. Мееров М.В., Литвак,Б.Л. -К вопросу оптимизации нелинейных многосвязных объектов без памяти // Теория й методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 111-119.

36. Коваленко Л. С. Синтез оптимальных дискретных управлений непрерывным объектом на фиксированном интервале времени // Теория и методы построения систем многосвязного регулирования: сб. ст. М.: Наука, 1973. С. 310-319.

37. Мееров М.В. К синтезу систем многосвязного регулирования при наличии элементов запаздывания // А и Т, 1957, №12. С.38-36;

38. Янушевский Р. Т. Математического описание и оптимизация замкнутых многосвязных систем с запаздыванием // Управление многосвязными системами : сб.ст. М.: Наука, 1975. С. 30 - 42.

39. Янушевский Р. Т. Теория линейных оптимальных многосвязных систем управления. М.: Наука, 1973;

40. Янушевский Р. Т. Применение теории фильтрации в задачах управления запасами // Управление многосвязными системами: сб.ст. М.: Наука, 1975. С. 82-88.

41. Перепелкин Е.А. Алгоритм параметрической идентификации многосвязных непрерывных систем . Известия РАН. Техническая кибернетика. 1 1994. №6, С.79-82.

42. Параев Ю.И., Перепелкин Е.А. Понятие обобщенной передаточной матрицы и условие инвариантности линейной многосвязной системы . Известия РАН. Теория и системы управления., 1995, №11-12, С.66-69.

43. Перепелкин Е.А. Оценивание параметров линейной многосвязной непрерывной системы с неизмеряемой производной состояния. Автоматика и вычислительная техника, 1997, №6. С.23-29.

44. Параев Ю.И., Перепелкин Е.А. Матричное уравнение Сильвестра в задаче алгебраического синтеза многосвязной линейной системы. Известия

вузов. Авиационная техника., 1998, №4. С.29-33.

45. Перепелкин Е.А. Алгебрайческие критерии сходимости рекуррентного алгоритма параметрической идентификации дискретных многосвязных систем. Автоматика и вычислительная техника, 2003. №5, с.48-54.

46. Перепелкин Е.А. Основы теории управления: Учебное пособие / Алт.гос.техн.ун-т им. И.И.Ползунова. - Барнаул:Изд-во АлтГТУ, 2001 -115с.

47. Кабальное Ю.С., Кузнецов КС., Маргамов A.B. Декомпозиционные алгоритмы решения задач управления и наблюдения объектами с векторным входом. Системы управления и информационные технологии., 2006, №4(26), с.22-26.

48. Васильев В. К, Шаймарданов Ф. А. Синтез многосвязных автоматических систем методом порядкового отображения. М.: Наука, 1983. 126с.

49. Голембо З.Б. Алгоритмизация и программирование электротехнических задач на электронных вычислительных машинах. М.: Высшая школа,

1974. 175 с.

50. Зуев H.A., Рахматтулин С.Ф. Оптимальные математические модели электромагнитных систем: Учебное пособие. Уфа: изд.УАИ, 1986. 85с.

51. Тихонов А.Н., Костомаров Д.П. Вводные лекции по прикладной математике. М.: Наука, 1984. 190 с.

52. Нейман Л.Р., Демирчян КС. Теоретические основы электротехники. В 2-х томах, т.1. JI. .'Энергия, 1967. 516 с.

53. Волков Е.А. Численные методы. М. : Наука, 1982. 256 с.

54. Тозони О.В. Метод вторичных токов в электротехнике. М.:Энергия,

1975. 296 с.

55. Тозони О.В. Автоматизация электромагнитных расчетов // Известия вузов. Электротехника, 1968, №12. С.10-18.

56. Рахматуллин С.Ф., Зуев H.A. Анализ сложных систем. Электромагнитные системы. Уфа: изд.УАИ, 1984. 90 с.

57. Зуев H.A., Рахматтулин С.Ф. Векторные диаграммы в электротехнике: Учебное пособие. Уфа: изд.УАИ, 1984. 90 с.

58. Матханов H.H. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. М.: высшая школа, 1981.

59. Мартынов В.А. Современные модели и методы расчета нелинейных

' 1 '

электротехнических устройств. Иваново.: изд. Иван.гос.энерг.ун-та, 2000. -140с.

60. Артемьев Б.А. Обобщенная теория электрической машины со сплошным ротором. Л.: изд-во Ленингр. Ун-та, 1985. - 188с.

61. Васьковский Ю.Н. Алгоритмы моделирования динамических процессов синхронных машин на основе анализа электромагнитного поля // Техническая электродинамика. - 1994. - №5- 6. - С.46-50.

62. Ефименко Е.И. Новые методы исследования машин переменного тока и их приложения. М.:Энергоатомиздат, 1993. 288с.

63. Загорский А.Е. Регулируемые электрические машины переменного тока. - М.: Энергоатомиздат, 1992. 288с.

64. Филъц Р.В., Лябук H.H. Математическое моделирование явнополюс-ных синхронных машин. Львов: Свит, 1991. 176с.

65. Флиц Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразователей. Киев. Наук.думка, 1979. 205с.

66. Шишлаков В.Ф., Шигилаков Д.В. Параметрический синтез многосвязных систем автоматического управления обобщенным методом Галерки-на // Информационно-управляющие системы, №3, 2006, С.51- 62.

67. Шишлаков В.Ф., Шигилаков Д.В. Параметрический синтез многосвязных систем автоматического управления во временной области // Известия вузов «Проблемы энергетики», №12, 2006, С. 49 - 54.

68. Шишлаков В. Ф. Синтез нелинейных САУ с различными видами модуляции : Монография/СПбГУАП. СПб., 1999.268с.

69. Никитин A.B., Шишлаков В.Ф. Параметрический синтез нелинейных систем автоматического управления : Монография / Под ред. В. Ф.Шишлакова / СПбГУАП. СПб., 2003. 358с.

70. Шигилаков В.Ф. Синтез нелинейных импульсных систем управления

во временной области. Известия ВУЗов «Приборостроение», №12, 2003, С.25 -30. .

71. Никитин A.B., Шищпаков В.Ф. Параметрический синтез системы автоматического управления тормЪжением колес транспортного средства // Известия ВУЗов «Приборостроение», №5, 2004, С.24 - 29.

72. Шишлаков В.Ф., Грибков В.Н. Синтез дискретных САУ с запаздыванием методом ортогональных проекций // Методы исследований и проектирования автоматических систем и приборов / ЛИАП. Л., 1990. С.35 - 41.

73. Шишлаков В.Ф. Синтез нелинейных САУ с запаздыванием прямым вариационным методом // Методы и средства обработки и получения данных в информационно-управляющих системах / ЛИАП. Л., 1990. С.30 - 37.

74. Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.: Машиностроение, 1964. 704.

75. Куо Б. С. Теория и проектирование цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1986. 447 с.

76. Иьрсоки Я. С., Овчинников H.H. Импульсные и цифровые устройства. М.: Советское радио, 1973

77. Морговский Ю.Я. Импульсные системы управляемой структуры с тиристорными преобразованиями. М.: Энергия, 1976.

78. Шишлаков В.Ф., Цветков С.А., Шишлаков Д.В. Синтез параметров непрерывных и импульсных многосвязных систем автоматического управления: Монография. Под ред. В.Ф. Шиъилакова, ГУАП, СПб, 2008, 180с.

79. Шишлаков В.Ф., Никитин A.B., Шишлаков Д.В. Синтез систем управления с алгебраическими нелинейностями // Труды международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии» АПТ'02, 17-20 сентября 2002г., Санкт-Петербург, 2002г. - С. 121-122.

80. Шишлаков В.Ф., Шишлаков Д 5.Параметрический синтез многосвязных систем автоматического управления во временной области // Труды Всероссийской научной конференции «ЭЭПС-2005», 19-22 сентября 2005, Казань, 2005г.

81. Шишлаков В.Ф., Шишлаков Д.В. Синтез многосвязных линейных САУ обобщенным методом Галеркина // Сборник докладов научной сессии ГУАП, 14-16 апреля 2006, СПб, 2006.

82. Цветков С. А:, Шигилаков В.Ф., Шигилаков Д.В. Синтез многосвязных

•» с

систем автоматического управления во временной области. Известия Вузов «Приборостроение», №12, 2007, С.13 - 17.

83. Шигилаков В.Ф., Шишлаков Д.В. Синтез параметров нелинейной многосвязной системы автоматического управления турбоагрегата обобщенным методом Галеркина// Сборник трудов Третьей международной науч.-техн. конф. «Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы» EECCES-2007., г. Екатеринбург, 2007.

84. Шигилаков В.Ф., Шишлаков Д.В., Цветков С.А. Параметрический синтез многосвязной системы управления турбоагрегатом// Завалишинские чтения. Сборник докладов. СПб.: ГУАП, 2007. С. 234-237. ISBN 978-5-80880277-3

85. Шигилаков В.Ф., Цветков С.А., Шишлаков Д.В. Синтез параметров регуляторов систем автоматического управления // Информационно-библиотечный фонд РФ

86. Шишлаков В.Ф., Никитин A.B., Шишлаков Д.В. Моделирование и параметрический синтез дискретно-непрерывных систем управления // Труды VI Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах», 6-7 июня 2002, Санкт-Петербург, 2002г.-С.106-107.

87. Шигилаков В.Ф., Цветков С.А., Шигилаков Д.В. Моделирование элементов и устройств электромеханических систем: Учебное пособие. ГУАП, СПб, 2007, 150с.

88. Цветков СЛ., Шигилаков В.Ф., Шишлаков Д.В. Параметрический синтез САУ с амплитудно-импульсными модуляторами. Известия Вузов «Приборостроение», №8, 2007, С.13 - 17.

89. Шишлаков В.Ф., Цветков С.А., Шигилаков Д.В. Синтез параметров многосвязных систем автоматического управления обобщенным методом Га-леркина / Труды VI Т I Всероссийской научной конференции «Нелинейные колебания механических систем», 19-22 .сентября 2008, Нижний Новгород, 2008г.

90. Шигилаков В.Ф., Цветков Ç.A., Шишлаков Д.В. Синтез параметров линейных систем управления с амплитудно-импульсными модуляторами // Труды III Междунар. симпозиума. «Аэрокосмические технологии» АПТ

2004, Санкт-Петербург, 2-4 июня 2004г. СПб. С.261 - 264

91. Шишлаков В.Ф., Цветков С.А., Шишлаков Д.В. Математическое моделирование и синтез параметров систем автоматического управления с -амплитудно-импульсной модуляцией // Труды VII Всероссийской научной конференции «Нелинейные колебания механических систем», 19-22 сентября

2005, Нижний Новгород, 2005г.- С.411-413

92. Цветков С.А., Шишлаков -В. Ф., Шигилаков Д.В. Синтез параметров нелинейных систем автоматического управления с амплитудно-импульсным модулятором// Завалишинские чтения. Сборник докладов. СПб.: ГУАП, 2007. С. 230-234. ISBN 978-5-8088-0277-3

93. Шишлаков В.Ф., Цветков С. А., Шигилаков Д.В. Синтез и моделирование автономной электроэнергетической установки // Информационно-управляющие системы, №4, 2008, С. 12- 14.

94. Шишлаков В.Ф., Цветков С.А., Шишлаков Д.В. Исследование анормальных режимов работы автономной электроэнергетической установки // Информационно-управляющие системы, №1, 2009

95. Шишлаков Д.В. Modeling of wave processes in independent electric power engineering systems under external perturbation processes / Proc. of X International conference «Wave electronics and its applications in information and telecommunication systems, non-destructive testing, security and medicine».SPb.: SUAI, 2008, c.47

96. Шигилаков В.Ф., Цветков С.А., Шишлаков Д.В. Синтез и моделиро-

вание автономной.электроэнергетической установки // Завалишинские

i'

ния. Сборник докладов. СПб.: ГУАП, 2008-, С. 180-185.

Рч'-. •

97. Цветков СЛ., Щишлаков Д.В.,, Шишлаков В.Ф. Синтез параметров математической модели электроэнергетической установки с импульсными регуляторами установки // Завалишинские чтения. Сборник докладов. СПб.: ГУАП, 2009. С. 178-183

98. Шишлаков В.Ф., Шишлаков Д.В., Шишлаков A.B. Оптимизация двигателей постоянного тока по динамическим показателям // Завалишинские чтения. Сборник докладов. СПб.: ГУАП, 2010. С.248-252.

99. Шишлаков Д.В., Шишлаков A.B. Параметрический синтез электродвигателей по динамическим характеристикам // Сборник докладов международного форума «Формирование современного информационного общества - проблемы, перспективы, инновационные подходы». Круглый стол «Инновационные технологии в электромеханике, энергетике и системах управления» (к 120-летию академика М.П. Костенко), 6-11 июня 2010 г.: ГУАП, 2010. СЛ56-161

100. Шишлаков Д.В., Шишлаков A.B. Технико-экономическая оценка эффективности применения СПИН // Сборник докладов международного форума «Формирование современного информационного общества - проблемы, перспективы, инновационные подходы». Круглый стол «Инновационные технологии в электромеханике, энергетике и системах управления» (к 120-летию академика М.П. Костенко), 6-11 июня 2010 г.: ГУАП, 2010. С. 161-164

101. Шишлаков Д.В. Обзор методов исследования многосвязных систем автоматического управления // Завалишинские чтения. Сборник докладов. СПб.: ГУАП, 2012. С.250-257.

102. Шишлаков Д.В. Алгоритм параметрического синтеза системы управления турбоагрегатом // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Управление и информатика в технических системах», 15-18 мая 2013г.: ИКИТ СФУ, 2013. С.4-8.