Прикладная теория и методы синергетического синтеза иерархических систем управления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, доктор технических наук Веселов, Геннадий Евгеньевич

• Веселов, Геннадий Евгеньевич
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Веселов, Геннадий Евгеньевич

Введение.

1. Проблема синтеза иерархических систем управления и синергетиче-ский подход.

1.1. Иерархические структуры в системах различной природы.

1.1.1. Биомеханические системы.

1.1.2. Электромеханические системы.

1.1.3. Электроэнергетические системы.

1.1.4. Системы пространственного движения

1.2. Методы нелинейного управления

1.3. Методы синергетической теории управления.

1.3.1. Принцип динамического «расширения — сжатия» фазового пространства

1.3.2. Динамическая декомпозиция задачи синтеза систем.

1.3.3. Принцип эквивалентности (сохранения) управлений.

1.4. Синергетический принцип иерархизации многосвязных динамических систем.

1.5. Постановка задачи синергетического синтеза иерархических систем управления.

2. Метод аналитического конструирования агрегированных дискретных регуляторов.

2.1. Основные положения.

2.2. Аналитический синтез скалярных дискретных регуляторов

2.3. Аналитическое конструирование агрегированных векторных дискретных регуляторов.

2.4. Синергетический синтез динамических дискретных регуляторов с учетом запаздывания в каналах управления.

2.5. Синергетический синтез динамических дискретных регуляторов, селективно-инвариантных по отношению к внешним неизмеряемым возмущениям.

2.6. Обобщенная процедура метода АКАДР.

2.7. Синтез дискретных регуляторов при повышении точности аппроксимации дифференциального оператора.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прикладная теория и методы синергетического синтеза иерархических систем управления»

Согласно современным мировоззренческим представлениям, окружающий нас мир является целостным и неделимым. Однако в целях исследования отдельных явлений выполняется разделение его на составные части, т.е. его структурирование. Это структурирование ведет к представлению системы в виде совокупности иерархически расположенных взаимодействующих подсистем. При этом возможна как вертикальная, так и горизонтальная структурированная упорядоченность этих подсистем. При горизонтальной структуризации подсистемы оказывают друг на друга существенное влияние за счет наличия между ними сложных обратных связей, что не позволяет выделить вертикальную иерархию подчинения целей. При вертикальной же иерархии системы структурируются по уровню сложности принятия решений. Поведение каждой из подсистем вне зависимости от типа структурирования описывается соответствующей моделью с переменными и параметрами, имманентными конкретному уровню абстрагирования.

В исследование поведения таких систем вовлечено большое количество российских и зарубежный ученых, усилия которых, в основном, направлены на поиски методов декомпозиции исследуемых систем на автономные подсистемы для дальнейшего анализа, либо нахождения управляющих воздействий по сепарированным моделям поведения. Впервые идея декомпозиции в применение к проблеме управления теплофикационными турбинами была высказана И.Н. Вознесенским в 1934 г. Разработанная им методика синтеза предусматривала введение обратных связей для автономных линейных подсистем, приводящих к декомпозиции исходной модели системы. В 80-х -90-х годах XX века идеи И.Н. Вознесенского с применением методов оптимального управления, теории дифференциальных игр и методов обратных задач динамики были развиты в работах российских ученых Е.С. Пятницкого, Ф.Л. Черноусько, П.Д. Крутько и др. Существенный вклад в становление и развитие теории иерархических систем управления внесли безусловно также работы М.Д. Месаровича (M.D. Mesarovic). В области разработки методов декомпозиции и синтеза децентрализованных систем управления следует отметить работы Д.Д. Шильяка (D.D. Siljak), М. Сингха (M.G. Singh), А. Титли (A. Titli), В.И. Елкина. Информационным аспектам иерархически структурированных систем посвящены работы Н.Н. Моисеева и Дж. Нико-лиса (J.S. Nikolis).

Такой широкий интерес к проблеме построения систем управления объектами, поведение которых описывается многомерными, многосвязными, нелинейными математическими моделями, вызвано усложнением структур технологических систем, повышением требований к качеству функционирования этих систем. При этом следует констатировать, что развитие этих подходов связано также с отсутствием регулярных методов анализа и синтеза сложных систем с использованием полных нелинейных моделей движения, т.е., согласно Р. Беллману, в этом состоит «проклятие размерности», довлеющее над современной теорией сложных систем. В этом же смысле свой вклад в развитие методов декомпозиции внесли такие характерные особенности сложных систем как нелинейность и многосвязность.

Принципиально новые возможности в анализе и синтезе систем управления многомерными, многосвязными, нелинейными динамическими объектами дает концепция синергетической теории управления, разработанная и развиваемая А.А. Колесниковым. Базовый метод этой теории — метод аналитического конструирования агрегированных регуляторов позволяет в полной нелинейной постановке синтезировать управляющие воздействия, наделяющие замкнутую систему свойством асимптотической устойчивости относительно желаемых состояний — аттракторов.

Таким образом, тема диссертации — разработка прикладной теории и методов синергетического синтеза иерархических систем управления является актуальной.

Основные цели работы

Целью диссертационной работы является разработка прикладной теории и методов синергетического синтеза иерархических систем управления многомерными, многосвязными, нелинейными динамическими объектами, функционирующими в условиях неконтролируемого действия внешней среды и флуктуации параметров.

Важными составляющими разрабатываемой теории иерархического синтеза являются: принцип структуризации исходных моделей поведения исследуемых объектов в виде иерархически упорядоченных взаимосвязанных подсистем; принципы формирования совокупностей целей и их иерархического структурирования в соответствии со сформированной многоуровневой организацией; математический аппарат, позволяющий осуществлять аналитический синтез управляющих воздействий как для локальных подсистем нижних уровней иерархии, так и для координирующих подсистем верхнего уровня, обеспечивающих выполнение соответствующей совокупности сформированных целей — аттракторов.

Для достижения сформулированных целей диссертационной работы предполагается решение следующих задач:

• Формулирование синергетического принципа иерархизации сложных динамических систем, базирующегося на эволюционных закономерностях развития природных систем, понятиях и методах синергетики, концепции системного синтеза синергетической теории управления. Это позволит совместно с базовыми принципами синергетической теории управления — принципом «расширения - сжатия» фазового объема и принципа эквивалентности управлений, выработать общую постановку задачи синергетического синтеза иерархических систем управления.

• Разработка метода синергетического синтеза дискретно-непрерывных нелинейных систем управления, позволяющего выполнять аналитический синтез векторных регуляторов для нелинейных систем, работающих в дискретном времени. Проектируемые системы управления должны обладать свойством асимптотической устойчивости и инвариантности к действию внешних неизмеряемых возмущений.

• Разработка прикладной теории и методов синтеза иерархических систем управления многосвязными электромеханическими системами. Данная задача включает в себя ряд подзадач. Это, во-первых, формирование обобщенной процедуры иерархической структуризации для данного типа систем, во-вторых, разработка процедуры синтеза иерархических регуляторов электромеханических систем, в-третьих, разработка прикладных методов синтеза векторных нелинейных регуляторов генераторов механического момента, в-четвертых, разработка прикладных методов синтеза координирующих регуляторов верхнего уровня для различного типа технологических задач.

Объектами исследования в работе являются многомерные, многосвязные, нелинейные динамические системы, состоящие из иерархически упорядоченных взаимосвязанных компонентов, поведение которых описывается математическими моделями движения, представленных в виде систем нелинейных дифференциальных уравнений с переменными и параметрами, имманентными конкретному уровню структуризации.

Предметом исследования являются физические (механические, электрические и др.) закономерности протекающих процессов в исследуемых системах, инварианты этих систем, алгоритмы иерархического управления, ро-бастность и инвариантность систем к действию внешних неизмеряемых возмущений.

Основные положения, выносимые на защиту

Результатами диссертационной работы, выносимой на защиту являются:

1) Синергетический принцип иерархизации многосвязных динамических систем.

2) Метод аналитического конструирования агрегированных дискретных регуляторов.

3) Синергетический метод синтеза нелинейных дискретно-непрерывных систем управления селективно-инвариантных к внешним неизмеряемым возмущениям.

4) Метод синергетического синтеза векторных дискретных и непрерывных нелинейных регуляторов асинхронных электроприводов.

5) Метод синергетического синтеза векторных дискретных и непрерывных нелинейных регуляторов синхронных электроприводов с постоянными магнитами.

6) Синергетический метод синтеза иерархических структур управления нелинейными электромеханическими системами.

7) Синергетический метод синтеза иерархических алгоритмов позиционного управления робототехническими системами.

8) Синергетический метод синтеза иерархических алгоритмов траекторно-го управления робототехническими системами.

9) Методика синтеза алгоритмов управления преобразователями постоянного тока, работающими в сложных автономных электроэнергетических системах.

Научная новизна и практическая ценность работы

Новизна научных результатов работы состоит в следующем:

1) Синергетический принцип иерархизации многосвязных динамических систем позволяет, согласно естественным закономерностям развития этих систем, выполнять их иерархическую структуризацию в виде многоуровневой совокупности нелинейных взаимодействующих подсистем и формировать иерархически упорядоченные множества целей — аттракторы, вводимые в фазовое пространство этих систем. В отличие от традиционных методов нахождения управляющих воздействий для многосвязных, нелинейных систем, опирающихся на принципы декомпозиции, предлагаемый подход использует полные нелинейные модели движения управляемых систем, позволяет учитывать взаимодействия компонентов систем при синтезе координирующих регуляторов верхних уровней.

2) Метод аналитического конструирования агрегированных дискретных регуляторов позволяет выполнять синтез нелинейных дискретных и дискретно-непрерывных систем управления для класса объектов, поведение которых описывается нелинейными дифференциальными или разностными уравнениями. Синтез выполняется в аналитическом виде, без использования численных процедур и по полным нелинейным моделям движения. Обобщенная процедура синтеза метода позволяет выполнять проектирование нелинейных дискретно-непрерывных систем управления, селективно-инвариантных к внешним неизмеряемым возмущениям и учитывающих временное запаздывание в каналах управления.

3) Прикладные методы синергетического синтеза векторных дискретных и непрерывных нелинейных регуляторов электроприводов переменного тока — асинхронных с короткозамкнутым ротором и синхронных с постоянными магнитами, отличаются от известных методов управления такими типами электроприводов использованием математических моделей, представленных в виде систем нелинейных дифференциальных уравнений, введением в пространство состояния проектируемых систем инвариантных множеств, на которых согласуются естественные свойства объектов управления и целей функционирования этих систем.

4) Синергетический метод синтеза иерархических структур управления нелинейными электромеханическими системами позволяет выполнять естественную динамическую декомпозицию на совокупность нелинейных взаимодействующих подсистем, каждая из которых «погружается» на пересечение соответствующих локальных аттракторов — инвариантных многообразий, отражающих конкретное подмножество целей, а вся система в целом «погружается» в глобальный аттрактор, соответствующий исходному полному множеству целей. Обобщенная процедура синтеза иерархических регуляторов сформулирована для общего класса электромеханических систем и позволяет проводить аналитический синтез для различных технологических задач управления.

5) Синергетические методы синтеза иерархических алгоритмов позиционного и траекторного управления робототехническими системами используют предложенную обобщенную процедуру проектирования систем управления электромеханическими системами применительно к одному из классов этих систем — манипуляционных роботов. Синтезируемые системы управления манипуляционными роботами характеризуются свойствами асимптотической устойчивости относительно вводимых инвариантных множеств, на которых выполняется совокупность целей управления, робастности и инвариантности к действию внешних неизмеряемых возмущений.

6) Методика синтеза алгоритмов управления преобразователями постоянного тока, работающими в сложных автономных электроэнергетических системах, позволяет получать в аналитической форме законы автономного нелинейного управления этими преобразователями, использование которых за счет придания синтезируемым системам свойств асимптотической устойчивости, робастности и инвариантности к внешним возмущениям обеспечивает надежное и эффективное распределение энергии в сложных автономных электрических системах.

Практическая ценность работы заключается в возможности решения сложных технических задач управления различными классами многомерных, многосвязных, нелинейных динамических объектов, состоящих из множества взаимодействующих компонентов. Применение прикладных методов разработанной теории синергетического синтеза иерархических систем управления позволяет в процедурах конструирования регуляторов разных уровней структурирования учитывать естественные свойства рассматриваемых подсистем и за счет учета нелинейного характера взаимодействий между подсистемами обеспечивать эффективное функционирование всей системы в целом.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности», г. Таганрог, 1996 г.; Международной научно-технической конференции «Нелинейные науки на рубеже тысячелетий», г. Санкт-Петербург, 1999 г.; 1-ой международной конференции но управлению и самоорганизации в нелинейных системах, г. Белосток, Польша, 2000 г. (The Fist International Conference on Control and Selforganization in Nonlinear Systems, Bialystok, Poland); 7-ом симпозиуме по компьютерным технологиям в мощной электронике, г. Блакс-бург, США, 2000 г. (The 7th Workshop on Computers in Power Electronics, Blacksburg, Virginia, USA); 36-я научная конференция по преобразованию энергии , Саванна, США, 2001 г. (The 36th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, Savannah, Georgia, USA); 5-м симпозиуме ИФАК по нелинейным системам управления, г. Санкт-Петербург, 2001 г. (The 5th IFAC Symposium Nonlinear Control Systems (NOLSOS'Ol), Saint-Petersburg, Russia); VI международной научно-технической конференции «Динамика технологических систем», г. Ростов на-Дону, 2001 г.; 7-й международной конференции по системам, автоматическому управлению и измерениям, г. Врячка Баня, Югославия, 2001 г. (VII International SAUM Conference on Systems, Automatic Control and Measurements, Vrnjachka Banja); Конференции по распределенному генерированию в энергосистемах, г. Клемсон, США, 2002 г. (The Power System 2002 Conference: Impact of Distributed Generation, Clemson, USA); VII Международном семинаре «Устойчивость и колебания нелинейных систем управления», г. Москва, 2002 г.; 15-м Международном симпозиуме по математической теории сетей и систем, Нотер Дам, США, 2002 г. (The Fifteenth Internasional Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems, Notre Dame, USA); Конференции IEEE по применению мощной электроники, Даллас, США, 2002 г. (IEEE АРЕС 2002, Dallas, USA); Второй всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электромеханическими объектами», г. Тула, 2002 г.; Научно-технической конференции «Повышение качества регулирования частоты в ЕЭС», г. Москва, 2002 г.; 1-й Всероссийской научной конференции «Управление и информационные технологии», г. Санкт-Петербург, 2003 г.; 35-й ежегодной конференции специалистов по мощной электронике, г. Айхен, Германия, 2004 г. (IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference, Aachen, Germany); 16-м симпозиуме ИФАК по автоматическому управлению в авиакосмических системах, г. Санкт-Петербург, 2004 г. (The 16th IFAC Symposium of Automatic Control in Aerospace, Saint-Petersburg, Russia); 2-й Всероссийской научной конференции «Управление и информационные технологии», г. Пятигорск, 2004 г.; 3-й Всероссийской научной конференции «Управление и информационные технологии», г. Санкт-Петербург, 2005 г.; на ежегодных научно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава Таганрогского государственного радиотехнического университета, г. Таганрог, 1991 - 2006 г.г.

Основное содержание работы опубликовано в 56 научных статьях в реферируемых научных изданиях, докладах на конференциях и монографиях.

Работа выполнялась в Таганрогском государственном радиотехническом университете на кафедре синергетики и процессов управления факультета информационной безопасности.

Структура диссертации

Структурно диссертационная работа разделяется на три раздела. В первом разделе, включающем главы 1 и 2, дается теоретическое обоснование предлагаемой концепции иерархического синтеза. При этом в первой главе рассматриваются принципы организации иерархических структур в системах различной природы и делается обзор существующих подходов к проблеме нахождения управляющих воздействий для такого типа систем. Отмечается, что в существующих методах синтеза систем управления многосвязными нелинейными системами принцип декомпозиции используется в целях упрощения математических моделей подсистем, путем сепарирования каналов регулирования. Нелинейный характер взаимодействий между сепарируемыми подсистемами оказывает существенное влияние на динамику исследуемых систем, поэтому в большинстве рассмотренных подходов процесс вывода объекта в заданное состояние разбивается на два этапа. На первом этапе используется силовое управление, например оптимальное по критерию быстродействия, в результате чего изображающая точка системы переводится в окрестность малых отклонений от требуемого состояния, где в результате динамической декомпозиции поведение управляемой системы описывается сепаратными линеаризованными моделями малой размерности. Синтез управляющих воздействий для области малых отклонений не вызывает затруднений практически ни у одного из методов современной теории управления.

В главе на основе синергетической концепции системного синтеза и эволюционных закономерностей в природных системах сформулирован новый синергетический принцип иерархизации многосвязных динамических систем, на базе которого дается постановка синтеза иерархических систем управления многосвязными динамическими объектами различной природы.

Во второй главе диссертационной работы предложен метод синергетиче-ского синтеза дискретно-непрерывных систем управления, базирующийся на идеологии синергетической теории управления и методе аналитического конструирования агрегированных регуляторов. Разработанный метод для класса дискретно-непрерывных систем позволяет сконструировать векторные алгоритмы управления, обеспечивающие асимптотически устойчивое поведение замкнутых систем относительно введенных совокупностей инвариантных многообразий, а также грубость ее переходных процессов к флуктуации параметров и селективную инвариантность к действию внешних неизмеряемых возмущений. Синтез управляющих дискретных воздействий выполняется аналитически и по полным нелинейным моделям движения объектов.

Второй раздел, состоящий из глав 3-5, посвящен проблеме синтеза иерархических структур управления электромеханическими и робототехническими системами. В третьей главе рассматриваются прикладные методы синтеза векторных систем непрерывного и дискретно-непрерывного управления генераторами механического момента сложных электромеханических систем (ЭМС). Обосновано применение в качестве устройств генерации механического момента современных электроприводов переменного тока, для которых сформирована система технологических и электромагнитных инвариантов. Для наиболее распространенных типов электроприводов данного класса — асинхронных с короткозамкнутым ротором и синхронных с постоянными магнитами разработаны регулярные процедуры синтеза векторных непрерывных и дискретных регуляторов для различного типа технологических задач по наиболее полным нелинейным моделям движения электроприводов. Синтезированные алгоритмы векторного управления наделяют замкнутые системы свойствами асимптотической устойчивости во всей допустимой области изменения фазовых координат, робастности и инвариантности к внешним неиз-меряемым возмущениям.

В четвертой главе рассматривается обобщенная структура ЭМС. Показано, что при анализе и синтезе сложных ЭМС их структуру можно представлять в виде совокупности взаимодействующих подсистем с двухуровневой иерархической организованностью. Применительно к двухуровневым структурам предложен прикладной метод синергетического синтеза иерархических систем управления ЭМС, работающих как в дискретном, так и в непрерывном времени. Формализованная процедура синтеза позволяет конструировать иерархические алгоритмы управления ЭМС, обеспечивающие асимптотическую устойчивость этих систем во всей допустимой области изменения координат состояния. При этом само понятие цели управления в синтезируемых системах, в отличие от традиционных постановок задач регулирования сложными системами, видоизменяется. Целью управления в синергетическом подходе является попадание изображающей точки замкнутой системы в окрестность притяжения аттракторов, на которых выполняются технологические, механические, электромагнитные и др. требования к проектируемым системам. Эффективность предложенного метода синергетического синтеза иерархических систем управления демонстрируется на примерах проектирования управляющих устройств для оборудования по транспортировке и обработке гибких материалов.

В пятой главе для подкласса ЭМС — манипуляционных роботов формулируются задачи синергетического синтеза иерархических систем управления. Рассматриваются задачи позиционного и траекторного управления, при этом для позиционной задачи синтеза используется двухуровневая иерархическая структура, а для траекторной задачи — трехуровневая. В соответствии с поставленными задачами предложены прикладные методы синергетического синтеза иерархических систем управления манипуляционными роботами, в основе которых положены синергетический принцип иерархиза-ции и формализованная процедура синтеза для общего класса ЭМС, предложенная в предыдущей главе. На примерах конструирования иерархических структур управления манипуляционными роботами демонстрируются широкие возможности предложенных методов синтеза по организации согласованного действия взаимосвязанных компонентов управляемых систем по достижению конечных целей — попадание на соответствующие совокупности целей — аттракторов, на которых выполняются введенные технологические и электромагнитные инварианты. Проведенные исследования подтверждают теоретические выводы об асимптотической устойчивости, робастности и инвариантности к внешним возмущениям синтезируемых систем.

Третий раздел включает главу 6, в которой рассматриваются вопросы распределения энергии в автономных электрических системах постоянного тока, основой которых являются широтно-импульсные преобразователи (ШИП) различных типов. Проведенный обзор современных подходов анализа и управления этими типами преобразователей показал, что бифуркации и хаос в ШИП на протяжении последних 20 лет находятся в области повышенного исследовательского интереса. Данные явления ухудшают технические характеристики систем или, что еще опаснее, ведут к их полному распаду.

ШИП являются неавтономными нелинейными системами с периодически переключаемыми структурами. В отличие от автономных систем, в которых хаотическое поведение возможно только в системах с размерностью выше двух, в неавтономных системах хаотическое поведение наблюдается при варьировании параметров в системах даже с единичной размерностью. Рассмотренные подходы к управлению ШИП не обеспечивают их надежного функционирования, ввиду того что при синтезе, в большинстве случаев, используются упрощенные линеаризованные модели, не учитывающие нелинейных явлений в ШИП, способствующих возникновению бифуркаций и хаотического поведения. Для различных классов ШИП предлагаются регулярные методики синтеза регуляторов, обеспечивающих асимптотическую устойчивость управляемых ШИП во всей допустимой области изменения физических координат, а также грубость их переходных процессов к флуктуации параметров и инвариантность к внешним неизмеряемым возмущениям. На примере энергосистемы электромобиля демонстрируется эффективное функционирование синтезированных систем для группы ШИП.

В заключении излагаются основные научные результаты диссертационной работы.

Список использованных источников включает 293 ссылки на научную библиографию по теме проводимых исследований в диссертационной работе, в том числе, 56 работу опубликованную автором лично и в соавторстве, которые в значительной мере отражают вклад автора в научные результаты диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Веселов, Геннадий Евгеньевич

6.3. Основные результаты и выводы по главе

Таким образом, в главе показано применение теории и методов синергетического управления к проблеме синтеза стратегий регулирования подсистемами автономных электроэнергетических систем. При этом показано, что отличительная особенность автономных энергосистем заключается в том, что в них величины генерируемой и потребляемой мощностей соизмеримы и необходимо сформировать такие законы управления элементами этих энергосистем, чтобы обеспечить надежное и эффективное функционирование всей системы вцелом. Эта сложная проблема, как показано в главе, может быть решена методами синергетической теории управления.

В главе разработан прикладной метод синтеза стратегий управления различными классами преобразователей постоянного тока. Синтезированные законы управления, обеспечивая асимптотическую устойчивость замкнутой системы во всей допустимой области изменения фазовых координат, наделяют систему такими важными свойствами, как инвариантность к внешним неиз-меряемым возмущениям и грубость переходных процессов к флуктуации параметров системы. Использование синергетических регуляторов преобразователей постоянного тока повышает эффективность и надежность процессов распределения и преобразования энергии в сложных автономных электрических системах, что подтверждается приведенными в главе исследованиями энергосистемы электромобиля.

Заключение

В работе предложены прикладная теория и методы синергетического синтеза иерархических структур управления многосвязными, многомерными, нелинейными динамическими системами. Отличительная особенность предлагаемого подхода заключается в том, что, во-первых, применение синергетической идеологии позволяет провести естественную динамическую декомпозицию сложной нелинейной многосвязной системы на множество взаимодействующих подсистем; во-вторых, в результате синергетического синтеза каждая из подсистем (или групп подсистем) «погружается» на пересечение соответствующих локальных аттракторов — инвариантных многообразий, отражающих конкретное подмножество целей Еj, а вся система в целом «погружается» в глобальный аттрактор, соответствующий исходному множеству целей; и, в-третьих, на более высоком уровне сложности принятия решений учитывается поведение подсистем, находящихся на нижних уровнях, в виде уравнений, описывающих их «остаточную динамику» — поведение на локальных аттракторах (инвариантных многообразиях). Эти особенности синергетического синтеза ИСУ позволяют избежать проблем, связанных с агрегированием информации и возникновения противоречий в принятии решений. В предлагаемом подходе степень агрегирования информации о процессах на каждом уровне иерархии определяется соотвествующей совокупностью целей и уровнем абстрогирования моделей подсистем. Эта агрегированная информация отражается в вводимых макропеременных. За счет того, что в математическую модель подсистемы более высокого уровня включена «остаточная динамика» подчиненных подсистем принятие решений регулятором вышестоящего уровня формируется с учетом динамика поведения нижележащих подсистем на введенных инвариантных многообразиях, тем самым исключая возможность возникновения противоречий между подсистемами смежных уровней иерархии.

Основные теоретические и прикладные результаты диссертационной работы могут быть изложены следующим образом.

1. Сформулирован новый синергетический принцип иерархизации многомерных, многосвязных, нелинейных динамических систем.

2. Основываясь на принципах и методах СТУ, разработан метод аналитического конструирования агрегированных дискретных регуляторов, позволяющий синтезировать законы управления различных типов для нелинейных, многомерных и многосвязных динамических систем. Синтезированные методом АКАДР дискретно-непрерывные СУ обладают свойством асимптотической устойчивости относительно вводимых совокупностей инвариантных многообразий и грубости переходных процессов как к структурным вариациям, так и к малым параметрическим возмущениям.

3. Разработаны прикладные методы синергетического синтеза непрерывных и дискретно-непрерывных систем управления генераторами механического момента на базе электроприводов переменного тока. В частности, рассмотрены процедуры синтеза векторных регуляторов для АЭП и электроприводов на базе СДПМ в их полной нелинейной постановке. При синтезе систем управления электроприводами переменного тока используются наиболее полное математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в соответствующих электрических машинах переменного тока. Использование синергетических систем управления генераторами механического момента в сложных иерархических структурах различного типа позволяет обеспечить точную отработку этими системами заданий, поступающих от подсистем вышестоящих уровней и, как следствие, гарантирует эффективное функционирование при выполнении поставленных перед всей системой в целом глобальных целей управления.

4. Разработан прикладной метод синергетического синтеза иерархических систем управления для общего класса ЭМС, базирующийся на идеологии синергетической теории управления, ее фундаментальном принципе «расширения-сжатия» фазового пространства и предложенного в первой главе синергетическом принципе иерархизации динамических систем. Применение сформулированного метода синтеза без введения дополнительных упрощающих предположений позволяет конструировать сложные иерархические структуры взаимосвязанного управления многомерными, многосвязными и нелинейными ЭМС, гарантирующие асимптотическую устойчивость синтезируемых систем относительно введенных аттракторов, на которых выполняются совокупности целей управления ими.

5. Предложен прикладной метод синтеза иерархических систем управления манипуляционными роботами, позволяющий проектировать наборы иерархических регуляторов как для задач позиционного управления, так и для задач отработки требуемых программных траекторий движения схва-та манипулятора. Синтезируемые регуляторы наделяют замкнутые системы управления манипуляционных роботов свойствами асимптотической устойчивости относительно желаемых состояний, инвариантности к внешним возмущениям и параметрической робастности.

6. Разработаны прикладные методики синтеза стратегий управления различными классами преобразователей постоянного тока. Синтезированные законы управления, обеспечивая асимптотическую устойчивость замкнутых систем во всей допустимой области изменения фазовых координат, наделяют системы такими важными свойствами как инвариантность к внешним неиз-меряемым возмущениям и грубость переходных процессов к флуктуации параметров систем. Использование синергетических регуляторов преобразователей постоянного тока повышает эффективность и надежность процессов распределения и преобразования энергии в сложных автономных электрических системах.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Веселов, Геннадий Евгеньевич, 2006 год

1. Николис Дж. Динамика иерархических систем. Эволюционное представление. М.: Мир, 1989.

2. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973.

3. Гермейер Ю.Б., Моисеев Н.Н. О некоторых задачах теории иерархических систем управления//Проблемы прикладной математики и механики. М.: Наука, 1971.

4. Моисеев Н.Н. Избранные труды в 2-х томах. Т. 1. Гидродинамика и механика. Оптимизация, исследование операций и теория управления. М.: Тайдекс Ко, 2003.

5. Прангишвили И.В., Пащенко Ф.Ф., Бусыгин Б.П. Системные законы и закономерности в электродинамике, природе и обществе. М.: Наука, 2001.

6. Берштейн Н.А. Построение движений. М.: Медгиз, 1947.

7. Бернштейн Н.А. О ловкости и ее развитии. М.: Физкультура и спорт, 1991.

8. Смолянинов В.В. От инвариантов геометрий к инвариантам управле-ния//Интеллектуальные процессы и их моделирование. М.: Наука, 1987.

9. Анохин П.К. Очерки но физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975.

10. Турчин В.Ф. Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции. М.: Наука, 1993.

11. От моделей поведения к искусственному интеллекту/Под ред. В.Г. Редь-ко. М.: КомКнига, 2006.

12. Редько В.Ф. Эволюционная кибернетика. М.: Наука, 2001.

13. Резничеснко Г.Ю. Лекции по математическим моделям в биологии: Описание процессов в живых системах во времени. Москва-Ижевск: РХД, 2002. Ч. 1.

14. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М.: Прогресс-Традиция, 1990.

15. Варинов В.А., Совалов С.А. Режимы энергосистем: Методы анализа и управления. М.: Энергоатомиздат, 1990.

16. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике/Под ред. Ю.Н. Руденко и В.А. Семенова. М.: Изд-во МЭИ, 2000.

17. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука; Главная редакция изданий для зарубежных стран, 1983.

18. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа, 1985.

19. Электроэнергетические системы в примерах и иллюстрациях/Под ред. В.А. Веникова. М.: Энергоатомиздат, 1983.

20. Вайман М.Я. Исследование систем, устойчивых «в большом». М.: Наука, 1981.

21. Электрические системы: Управление переходными режимами электроэнергетических систем/Под ред. В.А. Веникова, Э.Н. Зуева и М.Г. Портного. М.: Высшая школа, 1982.

22. Андерсон H.JI., Фуад А. Управление электрическими системами и устойчивость. М.: Энергия, 1980.

23. Портной Н.Г., Рабинович Р.С. Управление энергосистемами для обеспечения устойчивости. М.: Энергия, 1978.

24. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н., Кузьменко А.А., Погорелов М.Е., Кондратьев И.В. Синергетические методы управления сложными системами: энергетические системы/Под ред. А.А. Колесникова. М.: КомКнига, 2006.

25. Кузьменко А.А., Могин А.В. Иерархический подход к управлению группой энергоблоков энергосистемы//3-я всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии»: Сборник докладов. СПб., 2005. Т. 1. С. 148-153.

26. Колесников А.А., Погорелов М.Е. Синергетическое управление теплоэнергетическими объектами. М.: Испо-Сервис, 2005.

27. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н., Колесников Ал.А., Топчиев Б.В., Мушенко А.С., Кобзев В.А. Синергетические методы управления сложными системами: механические и электромеханические системы/Под ред. А.А. Колесникова. М.: КомКнига, 2006.

28. Синергетика: процессы самоорганизации и управления/Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. Ч. II.

29. Колесников А.А., Мушенко А.С. Синергетическое управление процессами пространственного движения летательных аппаратов//Авиакосмическое приборостроение. 2004. №2. С. 38-45.

30. Веселов Г.Е. Синергетическое векторное управление асинхронными электроприводами исполнительных механизмов летательных аппаратов// Авиакосмическое приборостроение. 2004. №2. С. 27-33.

31. Веселов Г.Е., Занорин С.М., Осташин А.А., Балабаев Р.И. Синергетическое управление рулевыми приводами летательных аппара-тов//Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Прикладная синергетика и системный синтез. 2006. №6(61). С. 254-263.

32. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Аэродинамика самолета: Динамика продольного и бокового движения. М.: Машиностроение, 1979.

33. Kokotovic P.V., Arcak М. Constructive Nonlinear Control: progress in the 90'S//Prepr. 14th IFAC World Congress. Bijing. China, 1999. P. 49-77.

34. Малкин И.Г. Теория устойчивости движения. М.: ГИТТЛ, 1952.

35. Четаев Н.Г. Устойчивость движения. М.: Гостехиздат, 1955.

36. Зубов В.И. Методы A.M. Ляпунова и их применение. Л.: Изд-во ЛГУ, 1957.

37. Красовский Н.Н. Некоторые проблемы теории устойчивости. М.: Физ-матгиз, 1959.

38. LaSalle J.P., Lefschetz S. Stability by Liapunov's Direct Method with Applications. New York: Academic Press, 1961.

39. Lefschetz S. Stability of Nonlinear Control Systems. New York: Academic Press, 1965.

40. Hahn W. Stability of Motion. Berlin: Springer-Verlag, 1967.

41. Massera J.L. Contributions to Stability Theory//Annals of Mathematics. 1956. Vol. 64. m. P. 182-206.

42. Kurzweil J. On the Invertion of Liapunov's Second Theorem on Stability of Motion//American Mathematical Society translations. 1956. №24. P. 19-77.

43. Yoshizawa T. Stability Theory by Lyapunov's Second Method. Tokyo: Math.Soc.Japan, 1966.

44. LaSalle J.P. Stability Theory for Ordinary Differential Equations//Journal of Differential Equations. 1968. №4. P. 57-65.

45. Лурье А.И. Некоторые нелинейные задачи теории автоматического регулирования. М.: ГИТТЛ, 1951.

46. Popov V.M. Criterion of Quality for Nonlinear Controlled Systems//Preprint of the Fist IFAC World Congress. Moscow, 1960. P. 173-176.

47. Popov V.M. Absolute Stability of Nonlinear Control Systems of Automatic Control//Automation and Remote Control. 1962. №22. P. 857-875.

48. Айзерман M.A., Гантмахер Ф.Р. Абсолютная устойчивость регулируемых систем. М.: Изд-во АН СССР, 1963.

49. Колесников А.А. Проблемы теории аналитического конструирования нелинейных регуляторов и синергетический подход//Синергетика и проблемы теории управления/ Под ред. А.А. Колесникова. М.: Физматлит, 2004.

50. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов. I//Автоматика и телемеханика. 1960. №4.

51. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов. Н//Автоматика и телемеханика. 1960. №5.

52. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов. Ш//Автоматика и телемеханика. 1960. №6.

53. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов. IVy/Автоматика и телемеханика. 1961. №4.

54. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов. V//Автоматика и телемеханика. 1962. №11.

55. Летов А.А. Синтез оптимальных систем//Оптимальные системы. Статистические методы: Труды II Международного конгресса ИФАК. М., 1965.

56. Летов A.M. Динамика полета и управление. М.: Наука, 1969.

57. Kalman R. Contributions to the theory of optimal control//Bul. Soc. Мех. Mat. 1960. P. 102-119.

58. Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1973.

59. Атанс М.М., Фабл П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.

60. Красовский А.А., Буков В.Н., Шендрик B.C. Универсальные алгоритмы оптимального управления технологическими процессами. М.: Наука, 1977.

61. Справочник по теории автоматического управления. М.: Наука, 1987.

62. Красовский А.А. Неклассические целевые функционалы и проблемы теории оптимального управления (Обзор)//АН СССР. Техн. кибернет. 1992. т.

63. Красовский А.А. Науковедение и состояние современной теории управления техническими системами//Изв. АН. Теория и системы управления. 1998. М.

64. Красовский А.А. Развитие принципа минимума обобщенной рабо-ты//Автоматика и телемеханика. 1987. №1.

65. Современная прикладная теория управления: Оптимизационный подход в теории управления/Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. I.

66. Isidori A. Nonlinear control systems an introduction. Berlin: Springer-Verlag, 1989.

67. Byrnes C.I., Isidori A. New results and examples in nonlinear feedback stabilization//Systems Contr. Lett. 1989. №12. P. 437-442.

68. Андреев Ю.Н. Дифференциально-геометрические мтоды в теории у правления//Автоматика и телемеханика. 1982. №10. С. 5-46.

69. Елкин В.И. Редукция нелинейных управляемых систем: Дифференциально-геометрический подход. М.: Наука, 1997.

70. Аграчев А.А., Сачков Ю.Л. Геометрическая теория управления. М.: Физматлит, 2004.

71. Kokotovic P.V., Sussman H.J. Apositive real condition for global stabilization of nonlinear systems//Systems Contr. Lett. 1989. №13. P. 125-133.

72. Krstic M., Kokotovic P. Adaptive Nonlinear Design with Controller-Identofier Separation and Swapping//IEEE Transactions on Automatic Control. 1995. Vol. 40. P. 426-441.

73. Marino R., Tomei P. Nonlinear Control Design: Geometric, Adaptive and Robust. London: Prentice Hall, 1995.

74. Freeman R.A., Kokotovic P.V. Robust Nonlinear Control Design, State-Space and Lyapunov Techniques. Boston: Birkhauser, 1996.

75. Sepulchre R., Jankovic M., Kokotovic P. Constructive Nonlinear Control. New York: Springer-Verlag, 1997.

76. Дружинина M.B., Никифоров О.В., Фрадков A.J1. Методы адаптивного управления нелинейными объектами по выходу//Автоматика и телемеханика. 1996. №2. С. 3-33.

77. Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков A.J1. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб: Наука, 2000.

78. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных оптимальных систем. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1984.

79. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных агрегированных систем, асимптотически устойчивых в целом//Синтез алгоритмов сложных систем: Межведомственный тематический научный сборник. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1984. Вып. 5.

80. Колесников А.А. Аналитический синтез нелинейных систем, оптимальных относительно линейных агрегированных переменных//Известия вузов. Электромеханика. 1985. №11.

81. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных агрегированных регуляторов по заданной совокупности инвариантных многообразий. I. Скалярное уравнение//Известия вузов. Электромеханика. 1987. №3.

82. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных агрегированных регуляторов по заданной совокупности инвариантных многообразий. II. Векторное уравнение//Известия вузов. Электромеханика. 1987. т.

83. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных агрегированных регуляторов по заданной совокупности инвариантных многообразий. III. Учет ограничений//Известия вузов. Электромеханика. 1989. №12.

84. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных агрегированных регуляторов по заданной совокупности инвариантных многообразий. IV. Разрывное управление//Известия вузов. Электромеханика. 1990. т.

85. Tsinias J. Sufficient Lyapunov-like conditions for stabilization//Mat. Contr. Signals Syst. 1989. Vol. 2. №12. P. 343-357.

86. Колесников А.А. Последовательная оптимизация нелинейных агрегированных систем. М.: Энергоатомиздат, 1987.

87. Колесников А.А. Аналитическое конструирование нелинейных агрегированных регуляторов по заданной совокупности инвариантных многообразий. I. Скалярное управление//Известия вузов. Электромеханика. 1987. т.

88. Колесников А.А., Гельфгат А.Г. Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами. М.: Энергоатомиздат, 1993.

89. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994.

90. Новые методы управления сложными системами. М.: Наука, 2004.

91. Омату С., Халид М., Юсоф Р. Нейроуправление и его приложения. М.: ИПРЖР, 2000.

92. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика. М.: УРСС, 2002.

93. Терехов В.А., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю. Нейросетевые системы управления/Под ред. А.И. Галушкина. М.: ИПРЖР, 2002.

94. Интеллектуальные системы автоматического управления/Под ред. И.М. Макарова и В.М. Лохина. М.: Физматлит, 2001.

95. Будущее искусственного интеллекта/Под ред. К.Е. Левитина и Д.А. Поспелова. М.: Наука, 1991.

96. Искусственный интеллект: Модели и методы/Под ред. Д.А. Поспелова. М.: Радио и связь, 1990. Ч. 2.

97. Assilian S., Mamdani Е.Н. An Experiment in Linguistic Synthesis with a Fuzzy Logic Controller//Int. Journal of Man-Machine Studies. 1974. Vol. 7. P. 1-13.

98. Mamdani E.H. Advances in the Linguistic Synthesis of Fuzzy Controllers//IEEE Trans, on Computer. 1977. Vol. C-26. P. 1182-1191.

99. Терехов B.A., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю., Антонов В.Н. Нейросетевые системы управления. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 1999.

100. Шильяк Д. Децентрализованное управление сложными системами. М.: Мир, 1994.

101. Цурков В.И. Декомпозиция в задачах большой размерности. М.: Наука, 1981.

102. Цурков В.И. Динамические задачи большой размерности. М.: Наука, 1988.

103. Цурков В.И., Литвинчев И.С. Декомпозиция динамических задач с перекрестными связями: В 2-х ч. М.: Наука, 1994.

104. Попков Ю.С. Теория макросистем (равновесные модели). М.: Эдито-риал УРСС, 1999.

105. Алиев Р.А., Либерзон М.И. Методы и алгоритмы координации в промышленных системах. М.: Радио и связь, 1987.

106. Пятницкий Е.С. Синтез управления манииуляционными роботами на принципе декомпозиции//Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1987. №3. С. 92-99.

107. Пятницкий Е.С. Принцип декомпозиции и управление механическими и электромеханическими системами//Синтез систем управления манииуляционными роботами на принципе декомпозиции. М.: Ин-т проблем управления, 1987. С. 4-15.

108. Пятницкий Е.С. Принцип декомпозиции и управление механическими системами//Докл. АН СССР. 1988. Т. 300. Ш. С. 300-303.

109. Пятницкий Е.С. Синтез иерархических систем управления механическими и электромеханическими объектами на принципе декомпозиции. Ч. 1//АиТ. 1989. т. С. 87-99.

110. ИЗ. Пятницкий Е.С. Синтез иерархических систем управления механическими и электромеханическими объектами на принципе декомпозиции. Ч. Н//АиТ. 1989. №2. С. 57-71.

111. Матюхин В.И. Устойчивость движений манипуляционных роботов в режиме декомпозиции//АиТ. 1989. №3. С. 33-44.

112. Матюхин В.И., Пятницкий Е.С. Управление движением манипуляционных роботов на принципе декомпозиции при учете динамики приво-дов//АиТ. 1989. №9. С. 67-81.

113. Красовский А.А. Декомпозиция и синтез субоптимальных адаптивных систем//Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1984. №2. С. 157-165.

114. Черноусько Ф.Л. Декомпозиция и синтез управления в динамических системах//Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1990. №6. С. 64-82.

115. Черноусько Ф.Л. Декомпозиция и субоптимальное управление в динамических системах//Прикладная математика и механика. 1990. Т. 54. Вып. 6. С. 883-893.

116. Черноусько Ф.Л. Синтез управления нелинейной динамической систе-мой//Прикладная математика и механика. 1992. Т. 56. Вып. 2. С. 179191.

117. Решмин С.А., Черноусько Ф.Л. Синтез управления в нелинейной динамической системе на основе декомпозиции//Прикладная математика и механика. 1998. Т. 62. Вып. 1.

118. Ананьевский И.М., Добрынина И.С., Черноусько Ф.Л. Метод декомпозиции в задаче управления механической системой//Изв. РАН. ТиСУ. 1995. Ш. С. 3-14.

119. Решмин С.А. Синтез управления двухзвенным манипулятором//Изв. РАН. ТиСУ. 1997. №2. С. 146-150.

120. Ананьевский И.М., Решмин С.А. Метод декомпозиции в задаче об отслеживании траекторий механических систем//Изв. РАН. ТиСУ. 2002. т. С. 25-32.

121. Крутько П.Д., Черноусько Ф.Л. Декомпозирующие алгоритмы управления движением нелинейных динамических систем//Изв. РАН. ТиСУ. 2001. т. С. 8-24.

122. Крутько П.Д. Декомпозирующие алгоритмы робастно устойчивых нелинейных многосвязных управляемых систем. Теория и прикладные зада-чи//Изв. РАН. ТиСУ. 2005. М. С. 5-31.

123. Крутько П.Д. Аналитическое решение задачи Вознесенского для стационарных и нестационарных линейных систем//Изв. РАН. ТиСУ. 1995.т. с. з-15.

124. Воропай Н.И. Иерархическое моделирование и искусственный интеллект в иследованиях сложных электроэнергетических систем и управлении ими при крупных авариях//Изв. РАН. ТиСУ 2005. №1. С. 152-158.

125. Банах Л.Я. Методы декомпозиции при колебаниях многомерных си-стем//Докл. АН СССР. 1994. Т. 337. №2. С. 189-193.

126. Тележкин В.Ф., Угаров П.А. Верификационный алгоритм координации для иерархических гибридных систем управления//Электронный журнал «Исследовано в России», http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/034.html. 2004. С. 362-372.

127. Решмин С.А. Метод декомпозиции в задаче управления перевернутым двойным маятником с использованием одного управляющего мо-мента//Изв. РАН. ТиСУ. 2005. №6. С. 28-45.

128. Крутько П.Д. Задачи гашения энергии и алгоритмы управления движением динамических систем. Нелинейные модели//Изв. РАН. ТиСУ 1999. №6.

129. Крутько П.Д. Симметрия и обратные задачи динамики управляемых систем//Изв. РАН. ТиСУ. 1996. М.

130. Крутько П.Д. Координированное и автономное управление движением лагранжевых систем. Синтез алгоритмов по сепаратным моделям//Изв. РАН. ТиСУ. 2002. №2.

131. Пригожин И. От существующего к возникающему. М.: Наука, 1985.

132. Хакен Г. Синергетика. Иерархия неуетойчивоетей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985.

133. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории управления/Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. II.

134. Современная прикладная теория управления: Новые классы регуляторов технических систем/Под ред. А. А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. III.

135. Красовский А.А. Проблемы физической теории управления//Автоматика и телемеханика. 1990. №11.

136. Леви-Чевита Т., Амальди У. Курс теоретической механики. М.: Изд-во иностр. литературы, 1951. Т. 2, Ч. 2.

137. Стрыгин В.В., Соболев В.А. Разделение движений методом интегральных многообразий. М.: Наука, 1982.

138. Четаев Н.Г. Устойчивость движения. М.: Наука, 1990.

139. Иртегов В.Д. Инвариантные многообразия стационарных движений и их устойчивость. Новосибирск: Наука, 1985.

140. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. М.: УФН, 1997.

141. Лабковский Б.А. Наука изобретать. СПб.: Нордмет-Издат, 2000.

142. Колесников А.А., Веселов Г.Е. Синергетический принцип иерархизации и аналитический синтез регуляторов взаимосвязанных электромеханических систем//Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Синергетика и проблемы управления. Таганрог, 2001. №5(23). С. 80-99.

143. Колесников А.А. Объективные законы единства процессов самоорганизации и управления//3-я Всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии»: Сборник докладов. СПб., 2005. Т. 1. С. 5-22.

144. Колесников А.А., Веселов Г.Е. Синергетическое иерархическое управление многосвязными технологическими системами//Труды VI Международной научно-технической конференции «Динамика технологических систем». Ростов-на-Дону, 2001. Т. III. С. 29 33.

145. Веселов Г.Е., Колесников А.А. Аналитическое конструирование агрегированных регуляторов: иерархическое управление//Всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии»: Сборник докладов. СПб., 2003. Т. 1. С. 22-27.

146. Веселов Г.Е. Прикладная теория синергетического синтеза иерархических систем управления//Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Прикладная синергетика и системный синтез. 2006. №6(61). С. 73-84.

147. Веселов Г.Е. Аналитическое конструирование агрегированных дискретных регуляторов//Синтез алгоритмов сложных систем: Межведомственный тематический научный сборник. Москва - Таганрог, 1997. Вып. 9. С. 122-134.

148. Колесников А.А., Веселов Г.Е. Синергетический синтез нелинейных дискретных регуляторов//Синергетика и проблемы теории управления/ Под ред. А.А. Колесников. М.: Физматлит, 2004. С. 172-203.

149. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977.

150. Штетер X. Анализ методов дискретизации для обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Мир, 1978.

151. Веселов Г.Е. Аналитическое конструирование агрегированных дискретных регуляторов на основе последовательной совокупности инвариантных многообразий//Известия ТРТУ. 1997. №. С. 64-69.

152. Крутько П.Д. Статическая динамика импульсных систем. М.: Сов.радио, 1963.

153. Веселов Г.Е. Синергетический синтез векторных дискретных регуляторов нелинейных систем//Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Нелинейные науки на рубеже тысячелетий». СПб., 1999.

154. Джонсон С. Теория регуляторов, приспосабливающихся к возмущени-ям//Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах/ Под ред. К.Т. Леондеса. М.: Мир, 1980.

155. Дроздов В.Н., Мирошник И.В., Скорубский В.И. Системы автоматического управления с микроЭВМ. Л.: Машиностроение, 1989.

156. Колесников А.А., Балалаев Н.В., Веселов Г.Е., Топчиев Б.В. Методы синергетического синтеза адаптивных регуляторов//Синергетика и проблемы теории управления/ Под ред. А.А. Колесников. М.: Физматлит, 2004. С. 204-226.

157. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1973.

158. Иванов В.А., Ющенко А.С. Теория дискретных систем автоматического управления. М.: Наука, 1983.

159. Лукин В.Н., Романов М.Ф., Толкачев Э.А. Системный анализ электрических цепей и машин. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1985.

160. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1979.

161. Булгаков А.А. Частотное управление двигателями. М.: Энергоатом-издат, 1982.

162. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982.

163. Krishnan R. Electric motor drives: modelling, analysis and control. New Jersey: Prentice Hall, 2001.

164. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001.

165. Шрейнер Р.Т., Дмитриенко Ю.А. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами. Кишинев: ШТИИНЦА, 1982.

166. Белов М.П., Новиков В.А., Рассудов J1.H. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. М.: Издательский центр "Академия", 2004.

167. Ловчаков В.И., Сухинин Б.В., Сурков В.В. Нелинейные системы управления электроприводами и их аналитическое конструирование. Тула: Тул. гос. ун-т, 1999.

168. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. М.: Энергоатомиздат, 1987.

169. Рудаков В.В., Мартикайнен Р.П. Синтез электроприводов с последовательной коррекцией. М.: Энергия, 1975.

170. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. Л.: Энергоиздат, 1984.

171. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. СПб.: Энергоиздат, 1992.

172. Ильинский Н.Ф, Рожанковский Ю.В., Горнов А.О. Энергосбережение в электроприводе. М.: Высшая школа, 1989.

173. Ильинский Н.Ф, Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода. М.: Энергия, 1992.

174. Водовозов В.М. Теория и системы электропривода: Учебное пособие.- СПб.: Издательство СПбГЭТУ, 2004.

175. Михайлов О.П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1989.

176. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод/Под ред. И.Я. Браславского. М.: Издательский центр «Академия», 2004.

177. Загорский А.Е. Регулируемые электрические машины переменного тока.- М.: Энергоатомиздат, 1992.

178. Виноградов А.Б., Чистосердов B.JI., Сибирцев А.Н. Адаптивная система векторного управления асинхронным электроириво-дом//Электротехника. 2003. №7. С. 7-17.

179. Поляков В.Н., Таран А.А., Шрейнер Р.Т. Алгоритм численного решения задачи экстремального управления асинхронным электроприводом при ограничениях по току и напряжению//Электротехника. 2001. №11. С. 45-48.

180. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Барац Е.И. Адаптивная система прямого управления моментом асинхронного двигателя//Электротехника. 2001. №11. С. 35-39.

181. Уткин В.А. Задачи управления асинхронным электроприво-дом//Автоматика и телемеханика. 1994. №12. С. 53-65.

182. Depenbrock М. Direct Self-Coritrol (DSC) of Inverter-Fed Induction

183. Machine//IEEE Transactions on Power Electronics. 1988. Vol. 3. №4. P. 420-429.

184. Lai Y.-S., Lin J.-C., Wang J.J. Direct Torgue Control Induction Motor Drives with Self-Commissioning Based on Taguchi Methodology//IEEE Transactions on Power Electronics. 2000. Vol. 15. Ш. P. 1065-1071.

185. Takahashi I., Noguchi T. A New Quick-Response and High-Efficiency Control Strategy of an Induction Motor//IEEE Transactions on Industry Applicatios. 1986. Vol. 22. №5. P. 820-827.

186. Khambadkone A.M., Holtz J. Vector-Controlled Induction Motor Drive with a Self-Commissioning Scheme//IEEE Trans. Ind. Electron. 1991. Vol. 38. P. 322-327.

187. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов A.H., Колесников Ал.А., Кузь-менко А.А. Синергетическое управление нелинейными электромеханическими системами. М.: Испосервис, 2000.

188. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н., Колесников Ал.А. Новые законы энергосберегающего векторного управления нелинейным элек-троприводом//Наука Производству. 2000. №9. С. 10-12.

189. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н. Синергетическое управление нелинейными электроприводами I. Концептуальные основы синергетического синтеза систем//Электромеханика. 2005. №6. С. 8 15.

190. Веселов Г.Е., Колесников Ал.А. Синергетический синтез векторных регуляторов нелинейных асинхронных электроприводов//Синтез алгоритмов сложных систем: Межведомственный тематический научный сборник. Москва - Таганрог, 1997. Вып. 9. С. 108-122.

191. Popov A., Kolesnikov A., Veselov G., Kolesnikov Al., Dougal R. Synergetic Control for Electromechanical Systems//Proc. Of 15th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems. University of Notre Dame, USA, 2002.

192. Kolesnikov A., Veselov G., Popov A., Kolesnikov Al. Synergetic Control for AC and DC Electric Drives//Proc. Of VII International SAUM Conference. September 26-28, Vrnjachka Banja, 2001.

193. Kolesnikov A., Veselov G., Popov A., Kolesnikov Al. Synergetic Synthesis of Vector Regulators for Nonlinear Electromechanical Systems//Proc. Of 5th IFAC Symposium of Nonlinear Control Systems. S. Peterburg, Russia, 2001. P. 1242-1245.

194. Колесников А.А., Веселов Г.Е. Синергетическое управление нелинейными электроприводами III. Векторное управление асинхронными элек-троприводами//Электромеханика. 2006. №2.

195. Колесников А.А., Топчиев Б.В. Синергетический подход к проблеме формирования искусственной самоорганизации управляемых систем. Часть 1//Мехатроника, Автоматизация, Управление. 2005. №1. С. 2-6.

196. Веселов Г.Е., Бокатая О.Н. Синергетическое управление бесфрикционным приемно-намоточным механизмом//Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Прикладная синергетика и системный синтез. 2006. №6(61). С. 173-180.

197. Осин И.Л., Колесников В.П., Юферов Ф.М. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1976.

198. Осин И.JI., Шакарян Ю.Г. Электрические машины: Синхронные машины/Под ред. И.П. Капылова. М.: Высшая школа, 1990.

199. Монако С., Норман-Сиро Д., Шелуа А. Цифровое нелинейное управление скоростью синхронного двигателя//Автоматика и телемеханика. 1997. №6. С. 143-158.

200. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. М.: Энерго-атомиздат, 1985.

201. Leonhard W. Control of electrical drive. New York: Springer-Verlag, 1985.

202. Krause P., Wasynczuk 0. Electromechanical Motion Device. New York: McGraw-Hill Book Company, 1989.

203. Georgiou G., Pioufle B. Le. Nonlinear speed control of synchronous servomotor with robustness//Proc. EPE'91. 1991. P. 187-193.

204. Lyshevski S.E. Nonlinear Robust Control of Permanent-Magnet Synchronous Motors: Tracking and Disturbance Rejection//Proc. IEEE International Conference on Control Applications. Hartford, CT, 1997. P. 115-120.

205. Ba§ 6.Y., Davidkovich V., Stankovic A.M., Tadmor G. A Dissipativity-Based Approach to Adaptive Control of PM Synchronous Motors//Proc. IEEE International Conference on Control Applications. Hartford, CT, 1997. P. 238-243.

206. Nasar S.A., Boldea I., Unnewehr L.E. Permanent Magnet, Reluctance and Self-Synchronous Motors. New York: CRC Press, 1993.

207. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов A.H., Колесников Ал.А. Синерге-тическая теория управления взаимосвязанными электромеханическими системами. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.

208. Веселов Г.Е. Иерархическое управление многосвязными динамическими системами: синергетический подход. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003.

209. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н. Инварианты электромеханических систем и вибромеханики//Синергетика и проблемы теории управления/ Под ред. А.А. Колесников. М.: Физматлит, 2004. С. 251— 269.

210. Глазунов В.Ф., Прокушев С.В. Автоматизация оборудования для непрерывной обработки текстильных материалов. Иваново: Иван. гос. энерг. ун-т, 2002.

211. Вукобратович М., Стокич Д. Управление манипуляционными роботами: теория и приложения. М.: Наука, 1985.

212. Вукобратович М., Стокич Д., Кирчански Н. Неадаптивное и адаптивное управление манипуляционными роботами. М.: Мир, 1989.

213. Зенкевич C.JL, Ющенко А.С. Управление роботами. Основы управления манипуляционными роботами: Учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.

214. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир, 1989.

215. Веселов Г.Е. Синергетический синтез иерархических взаимосвязанных робототехнических комплексов//Синергетика и проблемы теории управления/ Под ред. А.А. Колесников. М.: Физматлит, 2004. С. 268—287.

216. Веселов Г.Е. Синергетический подход к синтезу систем иерархического управления//3-я всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии»: Сборник докладов. СПб., 2005. Т. 1. С. 141-147.

217. Веселов Г.Е. Синергетическое управление иерархическими структурами манипуляционных роботов//2-я всероссийская научная конференция «Управление и информационные технологии»: Сборник докладов. Пятигорск, 2004. Т. 1. С. 184-198.

218. Kolesnikov A., Veselov G. Synergetic Synthesis of Hierarchical Regulators for Multiply Connected Systems//Proc. Of VII International SAUM Conference. September 26-28, Vrnjachka Banja, 2001.

219. Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов. М.: Энер-гоатомизат, 1990.

220. Колесников А.А., Пшихопов В.Х. Аналитический синтез нелинейных регуляторов позиционного управления манипуляционными робота-ми//Синтез алгоритмов сложных систем: Межведомственный тематический научный сборник. Таганрог: ТРТИ, 1992. Вып. 8. С. 3-11.

221. Топчиев Б.В. Синергетический синтез иерархической системы управления мобильным роботом//Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Синергетика и проблемы управления. Таганрог, 2001. №5(23). С. 199-204.

222. Соустин Б.П., Иванчура В.И., Чернышев А.И., Исляев Ш.Н. Системы электропитания космических аппратов. Новосибирск: ВО "Наука". Сибирская издательская фирма, 1994.

223. Soga М., Shimada М., Sakamoto J.-I., Otomo A. Development of Vehicle Dynamics management System for Hybrid Vehicles: ECB System for Improved Environmental and Vehicle Dynamic Performance//JSAE Review. 2002. №23. P. 459-464.

224. Gokdere L.U., Benlyazid K., Dougal R. A virtual prototype for a hybrid electric vehicle//Journal of Mechatronics. 2002. Vol. 12. №4. P. 575-593.

225. Popov A., Veselov G. Coordinating Control for Autonomous Electric Power

226. System of Aerospace Objects//Proc. Of 16th IFAC Symposium of Automatic Control in Aerospace. S. Peterburg, Russia, 2004.

227. Kolesnikov A., Veselov G., A.Popov , Dougal R. Synergetic Approach for Hierarchical Energy Distribution//Power System 2002 Conference «Impact of Distributed Generation». March 13-15, Clemson, SC, USA, 2002.

228. Button R. Intelligent systems for power management and distribution//Proc. of IECEC'01. 2001. P. 193 198.

229. Ciezki J. G., Ashtori R. W. Selection and Stability Issues Associated with a Navy Shipboard DC Zonal Distribution System//IEEE Trans. On Power Delivery. April, 2000. Vol. 15. P. 665 669.

230. Tse C.K. Complex Behavior of Switching Power Converters. 2003.

231. Tse C.K. Complex behavior of switching power converters. New York: CRC Press, 2004.

232. Wiggins S. Introduction to applied nonlinear dynamical systems and chaos. New York: Springer-Verlag, 1990.

233. Kuznetsov Y.A. Elements of applied bifurcation theory. New York: Springer-Verlag, 1995.

234. Bernardo M., Garofalo F., Glielmo L., Vasca F. Switchings, bifurcations, and chaos in DC/DC converters//IEEE Transactions on Circuits and Systems. 1998. Vol. 45. m. P. 133-141.

235. Tse C.K. Bifurcation and chaos from autonomous switching converters: phenomena and applications//International Symposium on Nonlinear

236. Theory and its Applications. Honolulu, U.S.A., 1997. P. 491-496.к

237. Middlebrook R.D., Cuk S.A. A general unified approach to modeling switching-converter power stages//Proc. IEEE Power Electronics Specialist Conf. 1976. P. 18-34.

238. Hamill D.C., Deane J.B., Jefferies D.J. Modelling of chaotic dc-dc converters by iterated nonlinear mapping//IEEE Transactions on Power Electronics. 1992. Vol. 7. №. P. 25-36.

239. Chakrabarty K., Podder G., Banerjee S. Bifurcation behavior of buck converter//IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. Vol. 11. №4. P. 439-447.

240. Fossas E., Olivar G. Study of chaos in the buck converter//IEEE Trans. Circuits Syst. 1996. Vol. 43. M. P. 13-25.

241. Tse C.K. Chaos from a buck switching regulator operating in discontinous mode//Int. J. Circuit TheoryAppl. 1994. Vol. 22. №4. P. 263-278.

242. Tse C.K. Flip bifurcation and chaos in a three-state boost switching regulator//IEEE Trans. Circuits Syst. 1994. Vol. 42. P. 16-23.

243. Banerjee S., Ott E., Yorke J.A., Yuan G.H. Anomalous bifurcation in dc-dc converters: borderline collisions in piecewise smooth maps//Proc. IEEE Power Electronic Specialist Conf. 1997. P. 1337-1344.

244. Yuan G.H., Banerjee S., Ott E., Yorke J.A. Border collision bifurcation in the buck converter//IEEE Trans. Circuits Syst. 1998. Vol. 45. P. 707-716.

245. Deane J.H.B. Chaos in a current-mode controlled dc-dc converter//IEEE Trans. Circuits Syst. 1992. Vol. 39. P. 680-683.

246. Chane W.C.Y., Tse C.K. Study of bifurcation in current-programmed boost dc-dc converters: from quasi-periodicity to period doubling//IEEE Trans. Circuits Syst. 1997. Vol. 44. P. 1129-1142.

247. Banerjee S., Ranjan P., Grebogi C. Bifurcation in two-dimensional piecewise smooth maps: theory and applications in switching circuits//IEEE Trans. Circuits Syst. 2000. Vol. 47. P. 633-643.

248. Tse C.K., Lai Y.M., Iu H.H.C. Hopf bifurcation and chaos in a free-running current-controlled Cuk switching regulator//IEEE Trans. Circuits Syst. 2000. Vol. 47. P. 448-457.

249. Aroudi A.El. Hopf bifurcation and chaos from torus brekdown in a pwm voltage-controlled dc-dc boost converters//IEEE Trans. Circuits Syst. 1999. Vol. 46. P. 1374-1382.

250. Nordmark A.B. Non-periodic motion caused by gazing incidence in an impact oscillator//J.Sound Vib. 1991. Vol. 145. №2. P. 279-297.

251. Feigin M.I. Doubling of the oscillation period with C-bifurcations in piecewise continuous systems//PMM. 1970. Vol. 34. P. 861-869.

252. Bernardo M., Garofalo F., Glielmo L., Vasca F. Analysis of Chaotic Buck, Boost and Buck-Boost Converters through Impact Maps//Proc. IEEE Power Electronics Specialist Conf. St. Louis, USA, 1997. P. 754-760.

253. Жусубалиев Ж.Т., Колоколов Ю.В. Бифуркации и хаос в релейных и широтно-импульсных системах автоматического управления. М.: Машиностроение-1, 2001.

254. Nayfen A.Y. Applied nonlinear dynamics: analytical, computational, and experimental methods. New York: John Wiley к Sons, Inc., 1995.

255. Ericson R.W., Maksimovic D. Fundamental of power electronics. Norwell: Kluwer Academic Publishers, 2001.

256. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учебник. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. Ч. 2.

257. Zinober A.S.I., Fossas-Colet Е., Scarratt J.C., Biel D. Two sliding mode approaches to the control of a Buck-Boost converter//Proc. IEEE Variable Structure Systems. 1998. P. 118-123.

258. Mazumder S.K., Nayfeh A.H., Borojevic D. Robust Control of Parallel DC-DC Buck Converters by Combining Integral-Varisble-Structure and Multiple-Sliding-Surface Control Schemes//IEEE Transactions on Power Electronics. 2002. Vol. 17. №. P. 428-437.

259. Kondratiev I., Santi E., Dougal R., Veselov G. Synergetic control for dc-dc buck converters with constant power load//35th Annual IEEE Power Electronics Conference. 20-25 June, Aachen, Germany, 2004. P. 3758-3764.

260. Kondratiev I., Santi E., Dougal R., Veselov G. Synergetic control for m-parallel connected dc-dc buck converters//35th Annual IEEE Power Electronics Conference. 20-25 June, Aachen, Germany, 2004. P. 182-188.

261. Kolesnikov A., Veselov G., Popov A., Kolesnikov AL, Medvedev M., Dougal R., Kondratiev I. Synergetic Control for Group of DC/DC Buck Converters//Power System 2002 Conference «Impact of Distributed Generation». March 13-15, Clemson, SC, USA, 2002.

262. Kolesnikov A., Veselov G., Kolesnikov AL, Monti A., Ponci F., Santi E., Dougal R. Synergetic Synthesis of Dc-Dc Converter Controllers: Theory and

263. Experimental Analysis//IEEE APEC. March 10-14, Dallas, Texas, USA, 2002. P. 409-415.

264. Веселов Г.Е., Кондратьев И.В., Медведев М.Ю. Синергетическое управление широтно-импульсными преобразователями//Нелинейный мир.2004. Т. 2. т. С. 266-277.

265. Veselov G., Kolesnikov AL, Popov A. Chaos and Direct Self-Organization of Nonlinear Systems//Proc. Of First International Conference on Control and Selforganization in Nonlinear Systems. Bialystok (Suprals), Poland, 2000. P. 181-190.

266. Smedley Keyue M., Cuk Slobodan. Dynamics of One-Cycle Controlled Cuk Converters//IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. Vol. 10. №6. P. 634-639.

267. Smedley K.M., Cuk S. One-Cycle Control of Switching Converters//IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. Vol. 10. №6. P. 625-633.

268. Kawasaki Naoya, Nomura Hiroshi, Masuhiro Masami. A New Control law of Bilinear DC-DC Converters Developed by Direct Application of Lyapunov//IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. Vol. 10. №3. P. 318-325.

269. Malesani L., Rossetto L., Spiazzi G., Tenti P. Performance Optimization of Cuk Converters by Sliding-Mode Control//IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. Vol. 10. №3. P. 302-309.

270. Kimura A., Abe Т., Sasaki S. Drive force control of a parallel-series hybrid system//JSAE Review. 1999. №20. P. 337-341.

271. Sasaki M., Araki S., Miyata Т., Kawaji T. Development of capacitor hybrid system for urban buses//JSAE Review. 2002. №23. P. 451-457.

272. Mizsey P., Newson E. Comparison of different vehicle power trains//Journal of Power Sources. 2001. №102. P. 205-209.

273. Ogden J.M. Developing an infrastructure for hydrogen vehicles: a Southern California case study//Int. J. Hydrogen Energy. 1999. №24. P. 709-730.

274. Blomen L.J.M.J., Mugerwa M.N. Fuel Cell Systems. New York: Plenum Press, 1993.

275. Kim J., Lee S.M., Srinivasan S., Chamberlin C.E. Modeling of proton exchange membrane fuel cell performance with an emprical equation//Journal of the Electrochemical Society. 1995. Vol. 142. №8. P. 2670-2674.