Разработка и исследование устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления

Онуфриев Вадим Александрович

Разработка и исследование устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Онуфриев Вадим Александрович

Онуфриев Вадим Александрович
кандидат наук
2015

Специальность ВАК РФ05.13.05

Количество страниц 187

Онуфриев Вадим Александрович. Разработка и исследование устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления: дис. кандидат наук: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления. ФГБОУ ВО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники». 2015. 187 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Онуфриев Вадим Александрович

Введение

ГЛАВА 1. Задачи построения аппаратно-программных устройств идентификации объектов управления и настройки регуляторов

1.1 Актуальность и перспективы создания мобильных устройств для настройки регуляторов

1.2 Построение технических средств идентификации и направления их развития

1.3 Основные задачи создания устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления

Выводы

ГЛАВА 2. Получение численной формы математических моделей линейных динамических объектов вещественным интерполяционным методом

2.1 Вещественное интегральное преобразование

2.2 Получение численных характеристик

2.3 Составление и решение системы уравнений относительно коэффициентов передаточной функции

2.4 Критерии точности решений

2.5 Пути уменьшения объема вычислений при решении задач идентификации вещественным интерполяционным методом

2.5.1 Сокращения числа учитываемых отчетов функций времени

2.5.2 Неравномерное распределение узлов интерполяции в области времени

2.5.3 Сравнение авторских результатов и данных, полученных ранее

2.6 Анализ помехоустойчивости алгоритма идентификации

2.7 Определение оптимального решения задачи идентификации в

производственных условиях

Выводы

ГЛАВА 3. Разработка системы управления двухзвенной робототехнической системой

3.1 Описание устройства манипулятора и постановка задачи разработки системы управления

3.2 Идентификация привода первого звена в условиях совместного движения звеньев

3.2.1 Постановка задачи идентификации двухзвенного манипулятора

3.2.2 Идентификация первого звена по переходному процессу

3.2.3 Идентификация вынужденного движения первого звена манипулятора в условиях перемещения второго звена

3.3 Получение желаемых передаточных функций

Выводы

ГЛАВА 4. Исследование возможностей совершенствования параметров устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления

4.1 Алгоритм формирования желаемых передаточных функций

4.2 Алгоритм вычисления значений настраиваемых коэффициентов регуляторов

4.3 Оценивание точности приближенных решений

4.3.1 Обращение преобразования Лапласа на основе разложения функции-изображения на простые дроби

4.3.2 Получение переходных характеристик моделей по их изображениям основе разложений по ортогональным полиномам

4.4 Аппаратная реализация устройства для настройки регуляторов .. 128 4.4.1 Аппаратный модуль получения данных

4.4.2 Аппаратный модуль вычислений

4.4.3 Аппаратный модуль сохранения и вывода данных

4.4.4 Общая функциональная схема устройства

4.4.5 Реализация прибора на основе мобильного компьютера

4.5 Программная реализация алгоритмов работы устройства для настройки регуляторов САУ

4.6 Использование дискретных моделей объектов, сигналов и систем

4.6.1 Задача синтеза и моделирования цифровых регуляторов

4.6.2 Решение задач идентификации и синтеза желаемых передаточных функций систем в классе дискретных моделей

4.7 Возможность обобщения полученных решений на системы с

распределенными параметрами

Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления»

Введение

Актуальность работы. Согласно Перечню критических технологий федерального уровня Пр-899 от 07 июля 2011 года по направлению "Технологии информационных, управляющих, навигационных систем" важной задачей является разработка высококачественных систем автоматического регулирования для их внедрения в различные отрасли промышленности с целью автоматизации технологических процессов.

Качество работы систем автоматического управления (САУ) во многом определяется свойствами регулятора, заложенными при проектировании, периодичностью и точностью его настроек в процессе эксплуатации. Для достижения качественной настройки регуляторов необходимо иметь сведения о текущих свойствах объекта управления, эталонную модель настраиваемой системы и соответствующий алгоритм настройки. Каждая из этих составляющих важна, так как в совокупности они определяют свойства САУ.

Во многих случаях свойства эксплуатируемых систем управления и их количественные оценки - показатели точности и качества - оказываются неудовлетворительными. Об этом свидетельствует практика эксплуатации САУ и публикации по возникающим задачам и проблемам. Наиболее заметны сведения по результатам масштабных исследований, проведенных в последние десятилетия. Первое из них было направлено на анализ работы 10 тыс. САУ [100]. Второе обследование было еще более объемным. Были исследованы настройки регуляторов множества САУ, имеющих в общей сложности около 100 тыс. контуров [120]. Результаты этих и других обследований выявили системную проблему - регламентным требованиям отвечают менее половины регуляторов [88, 109].

Наиболее значимые причины такого состояния промышленных САУ представлены, в частности, в работе [88]. Основная из них - сложность задач

идентификации и настройки, вызванная наличием в системах перекрестных связей, нелинейностей, возмущений и т.д. Уменьшение их влияния связывают с созданием технических средств, которые облегчают обслуживаемому персоналу осуществлять контроль за работой САУ, получать объективную информацию о текущих свойствах объекта управления и использовать ее в процедурах настройки регуляторов. К таким инфраструктурным средствам САУ относятся, в частности, мобильные идентификаторы и более совершенные устройства - приборы для настройки регуляторов. Наличие таких инструментов позволяет, во-первых, использовать в процедуре настройки объективную информацию о параметрах объекта управления, и, во-вторых, значительно сократить трудоемкость обслуживания САУ.

Последнюю возможность выделяют особо в силу ее практической значимости. Она заключается в том, что удельная нагрузка на каждого специалиста-настройщика оказывается высокой практически на всех отечественных и зарубежных предприятиях. Поэтому широко практикуется введение так называемых «слабых настроек», при которых система приближается к разомкнутой, что не позволяет уделять достаточного времени каждой процедуре настройки [88]. Этим гарантируется ее стабильная работа, но платой является снижение качества работы и системы, и технологического оборудования.

Создание средств инструментального контроля объектов и настройки регуляторов открывает возможность объективного оценивания текущих свойств объектов управления, что позволяет повысить производительность работы обслуживающего персонала, а в дальнейшем воспользоваться преимуществами автоматизированного способа настройки регуляторов [100, 120]. Главное, что видится при реализации этого пути - появляется возможность в каждом случае учитывать текущие свойства конкретного объекта управления, определяя в соответствии с ними значения

настраиваемых параметров регуляторов.

Степень разработанности.

Вопросам идентификации объектов управления и настройки регуляторов посвящено множество работ отечественных и зарубежных авторов. В абсолютном большинстве из них рассматриваются методы, ориентированные на персональные компьютеры [98, 101, 111, 113]. Меньше внимания уделено аппаратно-программным средствам идентификации объектов управления и настройки регуляторов. Это относится к встроенным в САУ средствам, но еще в большей степени - к мобильным устройствам. Немногочисленные работы этого направления известны. Одна из первых работ, в которой приведены не только теоретические обоснования, но и схемная реализация устройства для идентификации объектов управления, была представлена Бессоновым А.А., Загашвили Ю.В., Маркеловым А.С. [14]. Еще одна яркая и существенно новая для своего времени работа была доложена на XI Конгрессе IFAC известными учеными из Швеции K.J.

о

Aström. и T. Hägglund [92]. Другие публикации исследователей этого направления (Wang Y.-G., Shao H.-H., Leva A., Colombo A.M.) также представляли и представляют до настоящего времени определенный интерес [65, 91, 93, 94, 95, 117, 130, 131]. К сожалению, эти и другие работы не смогли вывести на рынок мобильные устройства, не сделали их применение массовым.

Таким образом, несмотря на имеющиеся результаты, задача создания двух инфраструктурных приборов (мобильных идентификатора и прибора для настройки регуляторов САУ) для обслуживания САУ еще не решена, что определяет актуальность темы диссертационной работы.

С развитием техники и технологий задача настройки промышленных САУ становится все более актуальной, т.к. возрастают требования к качеству, безопасности и надежности производственных процессов, характеризующихся разработкой все усложняющихся объектов управления.

В этих условиях отклонения от регламентов влечет за собой большие материальные и временные потери, которые возникают как вследствие работы объектов не в оптимальных режимах, так и вследствие необходимости проведения частых регламентных работ по настройке регуляторов. К этому добавляются объективно необходимое для общества постоянное повышение требований к производствам и их системам управления в отношении надежности, качества, точности и т.д.

В связи со сказанным в работе объектом исследования является процедура настройки регуляторов САУ.

Предметом исследования являются технические средства настройки регуляторов САУ.

Цель работы заключается в разработке и исследовании алгоритмического обеспечения аппаратно-программных средств идентификации объектов управления и настройки регуляторов САУ.

Для достижения указанной цели необходимо:

1) разработать экономичные в вычислительном отношении алгоритмы идентификации объектов управления, формирования эталонных моделей настраиваемых САУ по прямым показателям качества и расчета настраиваемых коэффициентов регуляторов, удовлетворяющих требованиям создаваемого мобильного устройства;

2) выполнить анализ помехоустойчивости алгоритма идентификации с учетом его ориентации на работу с промышленными объектами управления;

3) разработать способ оценивания робастности настраиваемой системы;

4) решить задачу получения численных моделей объектов управления и САУ в целом с учетом достижения необходимого уровня робастности;

5) разработать и исследовать прикладное программное обеспечение мобильного устройства для настройки регуляторов;

6) рассмотреть возможности и пути улучшения параметров устройства для настройки регуляторов, определить пути их реализации.

Методы исследования. Для достижения сформулированной цели и связанных с нею задач в работе использованы методы теории автоматического управления, операционного и интегрального исчисления, численного решения систем линейных и нелинейных уравнений, метод системного анализа, вещественный интерполяционный метод, методы компьютерного моделирования и натурных испытаний.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов диссертационной работы подтверждается корректностью поставленных задач, обоснованностью принятых допущений, адекватностью используемой при исследовании математической модели, компьютерным моделированием, экспериментальной проверкой результатов, сравнительным анализом полученных результатов теоретического и экспериментального исследования.

Научная новизна работы:

1. Разработаны экономичные в вычислительном отношении алгоритмы, позволившие создать мобильное устройство для настройки регуляторов на месте эксплуатации систем автоматического управления (пункты 1 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

2. Предложен переменный шаг квантования при идентификации объектов управления вещественным интерполяционным методом с использованием непрерывных либо дискретных моделей, что обеспечивает существенное снижение вычислительных затрат при аппаратно-программной реализации алгоритма (пункты 2 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

3. Модифицирован алгоритм формирования желаемых моделей систем автоматического управления вещественным интерполяционным методом с использованием непрерывных либо дискретных моделей, что позволяет

снизить вычислительную сложность алгоритма (пункты 2 и 4 паспорта специальности 05.13.05). 4. Выполнен анализ помехозащищенности алгоритма идентификации, позволивший уменьшить влияние помех на точность получаемых моделей объектов управления (пункт 2 паспорта специальности 05.13.05).

Практическая значимость работы:

1. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для решения задач идентификации, построения эталонных моделей и расчета настраиваемых коэффициентов регуляторов, позволяющее решать данные задачи на базе микропроцессорной техники.

2. Разработан и проверен вариант устройства для настройки регуляторов САУ в виде прибора, подтверждена его работоспособность и правильность выбранного направления создания.

3. Модифицирован способ формирования передаточных функций эталонных систем по прямым показателям качества, что повышает точность решения данной задачи.

4. Проверена работоспособность алгоритмов идентификации, построения эталонных моделей и расчета коэффициентов регуляторов при создании исполнительных систем управления двухзвенным манипулятором.

5. Разработан способ уменьшения вычислительной сложности алгоритма идентификации за счет введения неравномерного шага дискретизации, предложен способ задания закона его изменения.

Реализация результатов работы. Основные результаты исследования переданы и используются в Промышленной группе «Таллер», на кафедре Интегрированных компьютерных систем управления Томского политехнического университета, на кафедрах Электронных систем и Автоматизации обработки информации Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (в рамках выполнения проекта №3653 гос. задания).

Личный вклад автора. Автором диссертационных исследований разработано алгоритмическое (от 20% до 80% для различных задач) и программное (100%) обеспечение для получения модели объектов управления. Автор самостоятельно исследовал способ уменьшения объема вычислительных операций в процедуре идентификации, участвовал в исследовании помехоустойчивости метода и алгоритма идентификации. В полном объеме выполнил проверку работоспособности разработанных алгоритмов и программ в рамках задач идентификации и управления двухзвенным манипулятором. Автором также разработана функциональная схема прибора для настройки регуляторов, создан опытный образец прибора для идентификации объектов управления.

В работе автор защищает следующие положения:

1. Разработанные экономичные алгоритмы идентификации объектов, построения эталонных моделей систем управления по прямым показателям качества и расчета значений настраиваемых коэффициентов регуляторов позволяют создать мобильное устройство для настройки регуляторов (пункты 1 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

2. Разработанные алгоритмы идентификации объектов управления в классе дискретных моделей приводят к снижению вычислительных затрат и повышению точности идентификации и формирования эталонных моделей (пункты 2 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

3. Использованный способ распределения узлов дискретизации на основе чисел Фибоначчи для определенного класса объектов управления обеспечивает повышение точности получаемых моделей объектов (пункты 2 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

4. Предложенный алгоритм идентификации объектов управления приводит к снижению объема вычислительных операций за счет неравномерного шага дискретизации функции времени (пункты 2 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

5. Способ формирования эталонных моделей по прямым показателям качества - перерегулированию и времени установления - позволяет повысить точность настройки регуляторов САУ (пункт 2 и 4 паспорта специальности 05.13.05).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены и представлены на конференциях и семинарах всероссийского и международного уровней: Четырнадцатый Международный Симпозиум «Материалы, Методы и Технологии», рабочий язык - русский (Солнечный берег, Болгария, 2012); Международная научно-практическая конференции "Теория и практика в физико-математических и технических науках", рабочий язык - русский (Лондон, Англия, 2012); «Технологии Microsoft в теории и практике программирования»: Всероссийская научно-практической конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, 2012); International Conference on Advances in Materials Science and Engineering (Seoul, South Korea, 2012); II Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных (ТИМ'2013) с международным участием (Екатеринбург, 2013); «Современные техника и технологии»: XIX Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск,

2013); «Технологии Microsoft в теории и практике программирования»: X Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных, (Томск, 2013); International Conference "Information Science and Computer Technology" (Shenyang, China, 2013); XI Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии» (Томск, 2013); International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation (ICMRA

2014) (Shenzhen, China, 2014); 4th International Conference on Advanced Engineering Materials and Technology (Xiamen, China, 2014); International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2014

(Tomsk, 2014); Seoul International Invention Fair ("SIIF 2014") (Seoul, Korea, 2014); IV Российско-корейский научно-технический семинар «Мехатроника: устройства и управление», (Томск, 2015).

Публикация результатов работы. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них 5 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ [60, 103, 104, 109, 112], 2 публикации в рецензируемых журналах [22, 25], 6 публикаций в материалах конференций [2, 23, 24, 26, 53, 62], 1 патент на полезную модель [67] и 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ [61, 63].

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, списка литературы из 134 наименований. Общий объем работы составляет 187 страниц, 15 страниц - список литературы. Основная часть диссертации иллюстрируется 50 рисунками и 1 таблицей. Работа также содержит 7 приложений.

Во введении обосновывается актуальность проблемы, ставится цель, формулируются задачи диссертационной работы, приводятся краткие комментарии к содержанию диссертации, сведения об апробации, публикациях и практическом использовании результатов проведенных научных исследований.

В первой главе дан краткий обзор современного состояния решения проблемы идентификации объектов управления и настройки регуляторов САУ. Рассмотрена актуальность задачи создания технических средств, направленных на получение объективных данных о состоянии объекта управления с целью использования их для настройки регуляторов.

Поставлена цель разработки устройства, направленного на решение следующих основных задач:

- идентификация объектов управления;

- формирование моделей желаемых САУ, обладающих требуемыми свойствами, выраженными прямыми показателями качества;

- создание алгоритма расчета настраиваемых параметров регуляторов, которые придают системе заданные показатели качества и точности.

Из этих достаточно общих задач вытекают требования к последующей реализации аппаратного и программного обеспечения устройства.

Во второй главе рассматриваются пути решения перечисленных задач. На основе их анализа сделан выбор в пользу вещественного интерполяционного метода (ВИМ). Исследованы вопросы применения метода к задачам оценивания точности получаемых решений, выбора критерия близости, помехоустойчивости алгоритмов идентификации и т.п. На всех этапах исследования особое внимание уделяется снижению объема вычислений, ориентированных на реализацию в мобильном приборе.

В третьей главе базовые алгоритмы устройства проверены в задаче идентификации двухзвенного манипулятора. В процедуре идентификации привода первого звена в условиях нестационарности - при одновременном изменении положения второго звена - использован прием разделения свободного и вынужденного движений первого звена манипулятора.

В четвертой главе рассмотрены вопросы создания устройства для настройки регуляторов. Приведены основные результаты по разработке алгоритмического, аппаратного и программного обеспечения. Рассмотрены перспективы развития устройства, направленные на повышение эффективности его работы, получены положительные результаты по сокращению сложности алгоритмов.

В Заключении приведены основные результаты диссертационной работы и выводы.

В приложениях приведены акты о внедрении результатов работы, патент, свидетельства о регистрации программ для ЭВМ и листинги программного кода устройства для настройки регуляторов систем автоматического управления.

ГЛАВА 1. Задачи построения аппаратно-программных устройств идентификации объектов управления и настройки регуляторов

1.1 Актуальность и перспективы создания мобильных устройств для

настройки регуляторов

В условиях возрастающих требований к качеству, безопасности и надежности современного производства, характеризующегося появлением более сложных объектов управления, все более актуальной становится задача качественной и оперативной настройки промышленных САУ. Это связано с большими потерями, которые возникают как следствие эксплуатации систем, работающих не в оптимальных режимах [43]. Такие выводы делаются на основе исследований, в том числе весьма объемных, с интересными, хотя и ожидаемыми результатами. Так фирма Honeywell провела обследование около 100 тысяч контуров САУ [120]. Анализ показал, что лишь треть контуров работают с настройками, близкими к регламентным. Общий вывод: абсолютное большинство регуляторов настраиваются вручную и не лучшим образом; многие САУ работают со «слабыми» настройками, снижающими эффективность обратных связей [88]. Там же рассмотрены меры, направленные на повышение качества работы контуров и САУ в целом.

Интересно, что предыдущее объемное обследование множества предприятий (суммарно около 10 тыс. САУ) выявило примерно такую же картину [100]. Сравнение показывает, что развитие методов расчета САУ и методик настройки регуляторов, применение цифровых технических средств автоматизации и другие изменения последних лет пока не смогли существенно улучшить ситуацию. Основная причина - сложность задачи и наличие множества взаимосвязанных факторов, выступающих в конечном

итоге возмущениями по отношению к процедурам исследования САУ и настройки регуляторов. Уменьшить их влияние, по крайней мере, тех, которые связаны с субъективными причинами возможно, обеспечив обслуживающий персонал инструментальными средствами экспериментального исследования объектов управления. В перспективе такой подход можно распространить и на САУ в целом, используя полученные сведения о текущем состоянии объекта управления для настройки регуляторов системы. Естественно, наибольший эффект на этом этапе будет достигнут в том случае, если он также будет обеспечен соответствующими инструментальными средствами.

В настоящее время существует множество разнообразных методов, позволяющих получать математические описания объектов управления. Они успешно используются при компьютерном решении offline задач идентификации объектов управления на базе программных средств MATLAB, MathCAD и других.

Эти программные средства интересны и эффективны, но они предназначены для офисного использования, что предполагает ступенчатую процедуру настройки регуляторов, что и используется на практике. Сначала выполняется эксперимент на объекте управления, затем в лабораторных условиях осуществляется обработка полученных данных с целью получения математической модели объекта. Наконец, переходят к расчету значений настраиваемых параметров регуляторов. Однако и на этом этапе требуется выполнение определенных процедур. В частности, нужно сформировать эталонную модель САУ, которая отражает регламентные требования по точности, показателям качества, в первую очередь прямым: быстродействию, перерегулированию и т.д. В результате общая процедура настройки регуляторов становится многоэтапной и затратной по времени. Причины этого понятны. Во-первых, задача не является элементарной для обслуживающих САУ специалистов. Во-вторых, производственная

деятельность не позволяет настройщикам САУ уделять достаточного времени подобным задачам. В-третьих, число обслуживаемых объектов таково, что на подобные задачи не остается времени, как это установила компания Honeywell [120].

Все это свидетельствует о том, что для практики нужны технические средства, которые бы снизили влияние указанных факторов. Наличие таких технических инструментов позволит осуществлять настройку регуляторов на параметры объекта, которые он имеет в данное время, и осуществлять все действия непосредственно на месте эксплуатации САУ. С точки зрения эффективности ведения соответствующего технологического процесса появляющуюся возможность трудно переоценить. Но для получения такой возможности необходимо создать мобильное устройство, которое бы позволяло получать модель объекта непосредственно на месте и на их основе рассчитывать настраиваемые параметры регуляторов.

Под «мобильным устройством для настройки регуляторов» систем автоматического управления будем понимать универсальное мобильное устройство, которое применяется для настройки регуляторов САУ.

Потребность в таких устройствах существует давно, как и предложения по отдельным частям этой сложной задачи [3, 14]. Но трудности на этом пути также значительны. Они определены в первую очередь вычислительными особенностями, большим объемом прикладного программного обеспечения, трудностями привлечения стандартных систем моделирования и расчета типа MATLAB, MathCAD из-за их высокой стоимости и взаимосвязи программных модулей.

По указанным причинам приходится использовать альтернативный путь - создание аппаратно-программного устройства на основе специализированного прикладного программного обеспечения. Речь идет о таком обеспечении, которое, во-первых, допускает его размещение на программируемых микропроцессорных устройствах, обеспечивающих

мобильность аппаратной платформы, и, во-вторых, позволяет решать задачи идентификации объектов и настройки регуляторов в реальном времени. Однако указанные перспективы могут быть достигнуты только через преодоление существенных математических и программных трудностей, связанных с необходимостью снижения объема вычислений до уровня, удовлетворяющего требованиям режима online.

Предлагаемый в работе подход учитывает эти обстоятельства. Он характеризуется совокупностью трех основных особенностей: решением задачи в области изображений, переходом к вещественным функциям-изображениям, численным представлением моделей динамических систем.

Подчеркнем еще раз: в настоящее время такие универсальные мобильные приборы на рынке не предлагаются, а сведения в открытой литературе о намерении их создания отсутствуют. Поэтому позиционирование и прямое сравнение с известными решениями также невозможно. В этих условиях определенное сопоставление можно выполнить, рассмотрев главный и наиболее развитый этап в процедуре настройки - идентификацию. Для нее известно множество способов, методов и методик, некоторые из них доведены до уровня аппаратных универсальных реализаций и даже реальных шагов в создании приборов-идентификаторов.

Известные способы идентификации в детерминированных условиях можно отнести к одному из двух классов. Первый из них объединяет прямые методы решения, когда решение ищется в виде действий над функциями времени. Их трудности, в том числе вычислительные, известны [123]. Несмотря на существенные технические трудности этого пути, положительные решения были получены. Математическим инструментом адаптации функции времени к особенностям задачи, прежде всего к ее упрощению, обычно являются разложение в функциональные ряды по ортогональным системам удобных для данной задачи функций. Известен недостаток такого подхода - приходится ограничивать ряд несколькими

первыми членами, что заведомо вносит определенную погрешность в конечный результат. Однако в случае достаточно гладких функций, представляющих реакции САУ, этот прием отлично подходит, обеспечивая приемлемую для практики погрешность. Известны автономные идентификаторы, созданные на этой основе, например, [14]. Также к этому классу относится и метод пространства состояний, который оперирует переменными входа, выхода и состояния системы и позволяет получать результаты в том числе и для многомерных систем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Онуфриев Вадим Александрович, 2015 год

Список литературы

1. Александров, И. А. Синтез регуляторов систем автоматического управления объектами с распределенными параметрами и оценивание погрешности решения / И. А. Александров, В.И. Гончаров, Ф.Д. Нгуен // Проблемы информатики. - 2011. - № 2(10). - С. 59-67.

2. Александров, И.А. Модификация алгоритма для прибора-идентификатора объектов управления / И.А. Александров, В.А. Онуфриев // Сборник докладов II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (ТИМ'2013) с международным участием (Екатеринбург, 28-29 марта 2013 г.). -Екатеринбург: УрФУ, 2013. - 302 с.

3. Александровский, Н.М. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами / Н.М. Александровский, С.В. Егоров, Р.Е. Кузин. - М.: Энергия, 1973.

4. Алексеев, А.А. Идентификация и диагностика систем : учеб. для студ. высш. учеб. заведений / А.А. Алексеев, Ю.А. Кораблев, М.Ю. Шестопалов. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 352 с.

5. Алексеев, А.С. Идентификационный подход к самонастройке исполнительных систем управления роботов // Технологии Microsoft в теории и практике программирования: Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - Томск, 17-18 марта 2009. - Томск: ТПУ, 2009. - C. 16-18.

6. Алексеев, А.С. Идентификация инерционных свойств сервоприводов манипуляционных роботов // Современные техника и технологии: Сборник трудов XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных - Томск, 4-8 мая 2009. -Томск: ТПУ, 2009. - Т. 2. - C. 160-162.

7. Алексеев, A.C. Исследование влияния моментов инерции звеньев манипулятора на качество работы исполнительной подсистемы управления / A.C. Алексеев, В.И. Гончаров. - Молодежь и современные технологии: Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: СПб Графикс, 2008. - С. 331-332.

8. Алексеев, A.C. Самонастройка регуляторов исполнительных подсистем мехатронных устройств: автореф. дис. ... канд. тех. наук : 05.13.01 / Алексеев Александр Сергеевич - Томск, 2010. - 17 с.

9. Амербаев, В.М. Некоторые применения ортогональных многочленов к восстановлению функций, заданных изображениями Лапласа // Изв. АН Каз. ССР. - Алма-Ата: Наука, 1960. - №3. - С. 35-39.

10. Анализ на основе чисел Фибоначчи и волновая теория Эллиота [Электронный ресурс] // Markets.com. - 2015. - Режим доступа: http://www.markets.com/ru/education/technical-analysis/fibonacci-elliot-wave.html.

11. Анисимов, Д.Н. Исследование точности идентификации методом экспоненцальной модуляции / Д.Н. Анисимов, А.В. Коломыцева // Сб. тр. междунард. научн.-техн. семин. «Соврем. технол. в задачах упр. и обраб. инф.». 12-16 сентября 1996 г. - М.: МАИ, 1996. - С. 87.

12. Арменский, Е.В. Автоматизированный электропривод / Е.В. Арменский, П.А. Прокофьев, Г.Б. Фалк. - М.: Высшая школа, 1987 . - 143 с.

13. Бесекерский, В. А. Теория систем автоматического управления / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. - СПб.: Профессия, 2007. - 752 с.

14. Бессонов, А.А. Методы и средства идентификации динамических объектов / А.А. Бессонов, Ю.В. Загашвили, А.С. Маркелов. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 280 с.

15. Вадутова, Ф.А. Модели и алгоритмы анализа и синтеза линейных систем управления на основе интегрального и дискретного вещественного

преобразований: дисс. канд. техн. наук: 05.13.01 / Вадутова Фаина Александровна. - Томск, 1989. - 159 с.

16. Вержбицкий, В. М. Основы численных методов. - М.: Высшая школа, 2002. - 840 с.

17. Вещественный интерполяционный метод в задачах автоматического управления / А.С. Алексеев, А.А. Антропов, В.И. Гончаров, С.В. Замятин, В. А. Рудницкий; Томский политехнический университет. -Томск: Изд-во ТПУ, 2009. - 219 с.

18. Гашков, С. Б. Современная элементарная алгебра в задачах и решениях. — М.: МЦНМО, 2006. - 328 с.

19. Гончаров, В.И. Синтез электромеханических систем промышленных роботов. - Томск: ТПУ, 2002. - 100 с.

20. Гончаров, В.И. Формирование эталонных моделей систем автоматического управления по прямым показателям качества / В.И. Гончаров, А.В. Лиепиньш, В.А. Рудницкий // Информационные технологии в науке, проектировании и производстве: Материалы III Всероссийской научно-технической конференции, август 2001 г. -Нижний Новгород: Изд-во нижегородского университета, 2001. - С. 24.

21. Гончаров, В.И. Интерполяционный синтез регуляторов систем автоматического управления на основе нулей полиномов Чебышева / В.И. Гончаров, Ф.Д. Нгуен // Доклады ТУСУРа. - 2010.- № 2 (22). - С. 304-309.

22. Гончаров, В.И. Получение желаемых передаточных функций импульсных систем автоматического управления [Электронный ресурс] / В.И. Гончаров, Т.Б. Ле, В.А. Онуфриев // Вестник науки Сибири. -2011. - №1. - Режим доступа: http://sjs.tpu.ru/journal/article/view/141/63.

23. Гончаров, В.И. Синтез регуляторов импульсных системы автоматического управления: определение взаимосвязи перерегулирования и желаемого времени установления / В.И. Гончаров,

В. А. Онуфриев, В.З. Тхан // Технологии Microsoft в теории и практике программирования: сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. - 336 с.

24. Гончаров, В.И. Синтез регуляторов импульсных систем автоматического управления численным методом / В.И. Гончаров, В.А. Онуфриев // Theory and practice in the physical, mathematical and technical sciences. -London: IASHE, 2012. - 108 p.

25. Гончаров, В.И. Синтез регуляторов импульсных систем автоматического управления численным методом [Электронный ресурс] / В.И. Гончаров, Т.Б. Ле, В. А. Онуфриев // Journal of International Scientific Publications: Materials, Methods & Technologies. - 2012. - V.6, Part 3. - Режим доступа: http://www.scientific-publications.net/download/materials-methods-and-technologies-2012-3 .pdf.

26. Гончаров, В.И. Численное обращение преобразования Лапласа / В.И. Гончаров, Е.С. Перебейносова, В.А. Онуфриев // Молодежь и современные информационные технологии. Сборник трудов XI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии», Томск, 13-16 ноября 2013 г. - Томск: Изд-во ТПУ. - 513 с.

27. Гроп, Д. Методы идентификации систем // М.: Издательство "Мир", 1979. - 302 с.

28. Гусев, А.И. Повышение помехоустойчивости системы автоматического измерения дальности в условиях нестационарных помех: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.13.01 / Гусев Александр Игоревич - СПб., 2006. -20 с.

29. Даугавет, И.К. Введение в теорию приближения функций. - Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1977. - 184 с.

30. Денисенко, В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием М.: Горячая линия-Телеком, 2009. —608 с.

31. Джексон, Дж. Классическая электродинамика. Перевод с английского Г. В. Воскресенского и Л. С. Соловьева. / Дж. Джексон; под ред. Э. Л. Бурштейна. - М.: Издательство "Мир", 1965. - 703 с.

32. Егоров, О.Д. Механика и конструирование роботов. - М.: Станкин, 1997. - 510 с.

33. Заикин, П.Н. О численном решении обратной задачи операционного исчисления в действительной области // Журнал вычислительной математики и математической физики. - 1968. - Т. 8. - №2. - С. 411-415.

34. Зенкевич, С.Л., Ющенко А.С. Основы управления манипуляционными роботами / С.Л. Зенкевич, А.С. Ющенко. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. - 399 с.

35. Изерман, Р. Цифровые системы управления. - М.: Мир, 1984. - 541 с.

36. Калабин, А.Л. Особенности идентификации систем в области изображений по Лапласу / А.Л. Калабин, К.Ю. Опарин. - Тверь: Тверской государственный университет, 1994. - С. 117-119.

37. Карпов, А.Г. Математические основы теории систем. Часть 2: Учебное пособие. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2002. - 138 с.

38. Карпов, А.Г. Цифровые системы автоматического управления (Основы теории): Учебное пособие. - Томск: Изд-во НТЛ, 2007. - 288 с.

39. Каширин, В.А. Измерение помех и определение помехоустойчивости элементов и систем управления / В.А. Каширин, Е.М. Жидомира, В.В. Носов. - М.: ИПУ, 1978. - 85 с.

40. Ким, Д.П. Теория автоматического управления. Линейные системы. -М.: Физматлит, 2007. - 310 с.

41. Киселев, О.Н. Минимизация перерегулирования в линейных дискретных

системах регуляторами низкого порядка // Автоматика и телемеханика. -2001. - №4. - С. 98-108.

42. Кнут, Д. Искусство программирования, том 1. Основные алгоритмы. -М.: «Вильямс», 2006. - 720 с.

43. Коньков, Н.С. Система контроля эффективности работы теплоэнергетического оборудования общества на основе программы для ЭВМ «THERMAL CONTROL» // Материалы VI научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Современная газотранспортная отрасль: перспективы, проблемы, решения», 2 тома. Том II - Томск: «Рекламная группа «Графика»», 2013 - 412 с.

44. Корн, Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн; перев. с англ. под общей редакцией Арамановича И.Г. - М.: Наука, 1974. - 720 с.

45. Костина, Г.В. Ряды Фурье и их приложения [Электронный ресурс] / Г.В. Костина, Л.В. Марченко. // ДВГУПС, 2011- Режим доступа: http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/vmatem/wm/metod/ryad_furie/main.htm.

46. Крутиков, С.Л. Базовые инерционные параметры манипуляционных роботов // Вестник МГТУ им Н.Э. Баума, сер. - "Приборостроение". -2011. - №1. - С. 28-45.

47. Крутько, П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: Линейные модели. - М.: Наука, 1987. - 304 с.

48. Крутько, П.Д. Управление исполнительными системами роботов. - М.: Наука, 1991. - 336 с.

49. Кузовков, Н. Теория автоматического регулирования, основанная на частотных методах. - М.: Оборонгиз, 1960. - 446 с.

50. Кулебакин, B.C. О выборе оптимальных параметров автоматических регуляторов и следящих систем // Доклады АН СССР. Новая серия. -1951. - Т. 77

51. Куржанский, А.Б. Задача идентификации - теория гарантированных оценок // Автоматика и телемеханика. - 1991. - №4. - С. 3-26.

52. Лиепиньш, А.В. Автоматическая настройка регуляторов в момент включения системы: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.01 / Лиепиньш Андрей Вилнисович. - Томск, 2001, - 151 с.

53. Лиепиньш, А.В. Аппаратно-программная реализация идентификатора объектов управления / А.В. Лиепиньш, В. А. Онуфриев // Современные техника и технологии: сборник трудов XIX Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 3 т. Т. 2. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 485 с.

54. Льюнг, Л. Идентификация систем. Теория для пользователя / Л. Льюнг; Пер. с англ. под ред. Я.З. Цыпкина. - М.: Наука, 1991. - 432 с.

55. Мальцева, Т. В. О выборе параметрической модели в задаче непараметрической идентификации замкнутой системы // Молодой ученый. - 2011. - №12. - Т.1. - С. 13-20.

56. Мань, Н.В. Расчет робастных систем автоматического регулирования с помощью расширенных комплексных частотных характеристик // Теплоэнергетика. - 1996. - № 10. - С. 69-75.

57. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и тт.; 2-е изд., перераб. и доп. Т.3: Синтез регуляторов систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова и Н.Д, Егупова. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 616 с.

58. Методы приближенного преобразования Фурье и обращения преобразования Лапласа / В. И. Крылов, Н. С. Скобля. - М.: Наука, 1974. - 224 с.

59. Моделирование систем: учеб. Пособие / Г.Н. Решетникова; Федеральное агентство по образованию, Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники. - 2-е изд., перераб. и доп. - Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. - 441 с.

60. Онуфриев, В.А. Идентификация двухзвенного манипулятора потолочного типа / В.И. Гончаров, В.А. Онуфриев // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2015. - № 1 (35). - С. 153-158.

61. Онуфриев, В.А. Программа для ЭВМ «Идентификация объектов управления при помощи вещественного интерполяционного метода» / П.С. Дозморов, В.А. Онуфриев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014614832 от 08.05.2014 г.

62. Онуфриев, В.А. Программный модуль для определения переходной характеристики по передаточным функциям третьего порядка // Технологии Microsoft в теории и практике программирования: сборник трудов X Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (19-20 марта 2013 г.). - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 355 с.

63. Онуфриев, В.А. Программа для ЭВМ «Численное обращение преобразования Лапласа» / В.А. Онуфриев, Е.С. Перебейносова // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014619871 от 23.09.2014 г.

64. Орурк, И.А. Новые методы синтеза линейных и некоторых нелинейных динамических систем. - М., Л.: Наука, 1965. - 208 с.

65. Острем, К. Настройка и адаптация // Приборы и системы управления. -1997. - №9. - С. 53-65.

66. Панферов, В.И. Об одном подходе к решению задачи выбора и настройки автоматических регуляторов // Известия Челябинского научного центра. - 2004. - Вып. 4(26). - С. 139-144.

67. Пат. 136902 РФ, МПК G05B13/00 Устройство для идентификации объектов управления / Гончаров В.И. (РФ), Лиепиньш А.В. (РФ), Онуфриев В.А. (РФ); ФГБОУ ВПО "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (РФ), ООО "ИАСА" (РФ). -

№2013113255; Заявл. 25.03.13; Опубл. 20.01.14. - 3 с.

68. Пат. 2001103023 РФ, МПК G05B13/00 Способ оптимальной автоматической настройки системы управления / Шубладзе А.М. (РФ), Гуляев С.В. (РФ), Шубладзе А. А. (РФ); Шубладзе Александр Михайлович, Гуляев Сергей Викторович, Шубладзе Александр Александрович - №2001103023/09; Заявл. 05.02.2001; Опубл. 10.02.2003.

69. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматизированных производств / Под ред. И.М. Макарова. - М.: Высшая школа, 1986. - 173 с.

70. Ремез, Е.Я. Основы численных методов чебышевского приближения // К.: Наукова думка, 1969. - 624 с.

71. Рудаков, А.Н. Числа Фибоначчи и простота числа 2127-1 // Математическое Просвещение, третья серия. - 2000. - Т. 4.

72. Рудницкий, В.А. Разработка и исследование алгоритмического и программного обеспечения идентификатора на основе вещественного интерполяционного метода: дисс. ... канд. техн. наук: 05.13.01 / Рудницкий Владислав Александрович - Томск, 2002. - 220 с.

73. Сабанеев, Л. Л. Этюды Шопена в освещении закона золотого сечения. Опыт позитивного обоснования законов формы // Искусство. - 1925. -№ 2. - С. 132-145.

74. Скворцов, Л.М. Интерполяционные методы синтеза систем управления // Проблемы управления и информатики. - 1998. - №6. - С. 25-30.

75. Сидоров, А.А. Анализ эффективности алгоритмов автоматической настройки адаптивных промышленных ПИД-регуляторов / А.А. Сидоров, А.М. Малышенко // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - Т.318. - №5.

76. Синтез активных RC-цепей. Современное состояние и проблемы./ Под. Ред. А.А. Ланнэ. - М.: Связь, 1975.

77. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп. Пер. с англ. Б.И. Копылова. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 832 с.

78. Справочник по промышленной робототехнике: В 2-х кн. Кн. 1 / Под редакцией Ш. Нофа; Пер. с англ. Д.Ф. Миронова и др. -Машиностроение, 1989. - 480 с.

79. Суетин, П.К. Классические ортогональные многочлены. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 480 с.

80. Уолш, Дж. Л. Интерполяция и аппроксимация рациональными функциями в комплексной области / Уолш Дж. Л. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 508 с.

81. Уравнение четвёртой степени [Электронный ресурс] // Википедия. -2014. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Уравнение_четвёртой_степени.

82. Федосов, Б.Т. Полиномы Чебышева. Свойства и примеры применения [Электронный ресурс] // Рудненский индустриальный институт. - Режим доступа: http://model.exponenta.ru/bt/bt_1_126.htm.

83. Филаретов, В.Ф. Самонастраивающиеся системы управления приводами манипуляторов. - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2000. - 304 с.

84. Филаретов, В.Ф., Юхимец Д.А., Мераслимов Э.Ш. Метод идентификации параметров математической модели подводного аппарата / В.Ф. Филаретов, Д.А. Юхимец, Э.Ш. Мераслимов // Мехатроника, автоматизация и управление. - 2012. - № 10. - С. 64-70.

85. Формула Кардано [Электронный ресурс] // Википедия. - 2013. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Кардано.

86. Честнов, В.Н. Понижение порядка SISO-регуляторов на основе критерия Найквиста [Электронный ресурс] / В.Н. Честнов, Ж.В. Зацепилова // XII всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014, Москва 16-19 июня 2014. - М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2014. - 1 электрон. опт. Диск (DVD-ROM), ISBN

978-5-91450-151-5. Номер государственной регистрации: 0321401153.

87. Штейнберг, Ш.Е. Идентификация в системах управления. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 80 с.

88. Штейнберг Ш.Е., Сережин Л.П., Варламов И.Г. Проблемы создания и эксплуатации эффективных систем регулирования / Ш.Е. Штейнберг, Л.П. Сережин, И.Г. Варламов // Промышленные АСУ и контроллеры. -2004. - № 7. - С. 1-7.

89. Электрические измерения неэлектрических величин / под ред. П.В. Новицкого. - Изд. 5-е, перераб. и доп. - Л. : Энергия, Ленингр. отд-ние, 1975. - 575 с.

90. Юревич Е.И. Основы робототехники. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 416 с.

91. Astrom K.J. Ziegler-Nichols auto-tuner: Report TFRT-3167. - Lund: Lund Institute of Technology. - 1982.

о о

92. Astrom, K. J. A frequency domain approach to adaptive control / K.J. Astrom, T. Hagglund : Preprints 11th IFAC World Congress. - Tallinn, 1990. - Vol. 4.

о о

93. Astrom, K. J. An industrial adaptive PID controller / K. J. Astrom, T. Hagglund : In IFAC Symposium on Adaptive Control and Signal Processing. - Glasgow: ACASP, 1989.

о о

94. Astrom, K. J. Automatic Tuning of PID Controllers / K. J. Astrom, T. Hagglund: Instrument Society of America. - North Carolina: Research Triangle Park, 1988.

95. Baath, L. Autotunern - den flexibla regulatorn (the autotuner - the flexible controller) / L. Baath, T. Hagglund // Automation. - 1986. - No.1. - pp. 1820.

96. Belousov, I.R. Calculation of the Robot Manipulator Dynamic Equations // Moscow: KIAM Preprint, 2002. - № 45. - 31 p.

97. Cohen, A.M. Numerical methods for Laplace transforms inversion. - New

York: Springer, 2007. - 252 p.

98. Digital control systems: Design, identification and implementation / D.I. Landau, G. Zito. - London: Springer, 2006. - 484 p.

99. Dubner, H. Numerical inversion of Laplace transforms by relating them to the finite Fourier cosine transform / H. Dubner, J. Abate // Journal of the Association for Computing Machinery. - 1968. - Vol. 15. - No. 1 - pp. 115123.

100. Ender, D. Control loop analysis and optimization // Contr. and Instrum. -1990. - Vol.22. - №11. - pp.77-78.

101. Ferkl, L. Ceiling radiant cooling: Comparison of ARMAX and subspace identification modeling methods / L. Ferkl, J. Siroky // Building and Environment. - 2010. - Vol. 45. - No.1. - pp. 205-212.

102. Gautier, M. Extended Kalman filtering and weighted least squares dynamic identification of robot / M. Gautier, Ph. Poignet // Control Engineering Practice. - 2001. - No. 9. - pp. 1361-1372.

103. Goncharov, V.I. Device for the experimental Determination of Control Objects' Mathematical Models / V.I. Goncharov, I.O. Ilyin, V.A. Onufriev // Advanced Materials Research. - 2013. - Vol. 650 - pp. 493-497.

104. Goncharov, V.I. Getting the mathematical models of automatic control systems with non-uniform sampling period / V.I. Goncharov, A.V. Liepinsh, V.A. Onufriev // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vols. 536-537. - pp. 1244-1250.

105. Goncharov, V. Fibonacci numbers. Application for the identification problem's interpolated solution / V. Goncharov, A. Liepinsh, V. Rudnicki : 3rd Symposium on Analysis and Decision-Making in Complex and Uncertain Systems. - Ontario: The International Institute for Advanced Studies, 2013.

106. Goncharov, V. Interpolation approach for Control Objects Identification on the basis of the Fibonacci numbers / V. Goncharov, A. Liepinsh, V. Rudnicki : Strategic Technology (IFOST), 2013 8th International Forum. -

Ulaanbaatar: IEEE publisher, 2013. - Vol.2. - pp. 232 - 234.

107. Goncharov, V. Numerical method of Control Object identification and models' robustness property maintenance / V. Goncharov, A.V. Liepinsh, V.A. Rudnitsky // Applied Mechanics and Materials. - 2013. - Vol. 367. - pp. 312-316.

108. Goncharov, V. Real Interpolation Method for Automatic Control Problems Solution / V. Goncharov, I. Aleksandrov, V. Rudnicki. - Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2014. - 300 p.

109. Goncharov, V. The device for control objects identification: getting temporal dynamic characteristics / V. Goncharov, V. Onufriev, E. Perebeynosova // Advanced Materials Research. - 2014. - Vols. 1006-1007. - pp. 631-638.

110. Hjalmarson, H. A unifying view of disturbances in Identification / H. Hjalmarson, L. Luung : SYSID'94: 10th IFAC SYMP. Syst. Identif. -Copenhagen, 1994. - Vol. 2. - pp. 73-78.

111. Hirokami, T. System identification via simultaneous perturbation stochastic approximation / T. Hirokami , Y. Maeda : SICE 2002. Proceedings of the 41st SICE Annual Conference. - Osaka: IEEE publisher, 2002 - Vol. 2 - pp. 1231-1232.

112. Ilyin, I.O. Mobile Devices for Plants Models Obtaining with the Possibility of Data Transition (by Ethernet) / I.O. Ilyin, A.V. Kudryavtsev, V.A. Onufriev // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 756. - pp 714-718.

113. Isermann R. Identification of Dynamic Systems / R. Isermann, M. Munchhof // Springer, 2011. - 705 p.

114. Kim, D.P. Algebraic Method for Discrete Control System Synthesis// Mechatronics, automation, control .- 2013. - Vol.4 - pp. 8-13.

115. Kuo, B. Digital Control Systems. - Holt, Rinehart and Winston, INC. New York. 1980.

116. Landau, L.D., Lifshitz E.M. Mechanics / Course of Theoretical Physics. -Pergamon Press, 1969. - Vol.1. - 176 p.

117. Leva, A. Implementation of a robust PID autotuner in a control design environment / A. Leva, A.M. Colombo // Transactions of the Institute of Measurement and Control. - 2001. - No.23 - pp. 1-20.

118. Ljung, L. Frequency domain versus time domain methods in system identification / L. Ljung, K. Glover // Automatica. - 2007. - 17 (1) - pp. 7186.

119. Matsuura, M. Numerical real inversion formulas of the Laplace transform by using a Fredholm integral equation of the second kind / M. Matsuura, A. Al-Shuaibi, H.Fujiwara, S.Saitoh // J. Appl. Anal. - 2007. - No.5. - pp.123-136.

120. Merritt, R. Some Process Plants are Out of Control // Control for the Process Industries. - 2003. - 16(2). - p. 30.

121. Nonlinear control of underactuated mechanical systems [Электронный ресурс] URL: http://aa4cc.dce.fel.cvut.cz/content/nonlinear-control-underactuated-mechanical-systems.

122. Papoulis, A. A new method of inversion of the Laplace transforms // Quarterly of applied mathematics. - 1956. - No.14. - pp.405-414.

123. Perez, T. Identification of Dynamic Models of Marine Structures from Frequency-domain Data Enforcing Model Structure and Parameter Constraints: Technical Report: 2009-01.0-Marine Systems Simulator / T. Perez, Th.I. Thor. - ARC Centre of Excellence for Complex Dynamic Systems and Control, 2009. - pp. 1-28.

124. Pintelon, R. Parametric identification of transfer function in the frequency domain - A survey / R. Pintelon, Y. Rolain, J.Schoukens, H. Van Hamme // IEEE Trans. of Automatic Control. - 2002. - 39 (11). - pp. 2245-2260.

125. Saridis, G.N. Stochastic approximation algorithms for linear discrete-time system identification // IEEE Transactions on Automatic Control. - 1968. -Vol. 13(5). - pp. 515-523.

126. Soderstrom, T. Identification of Linear Systems in Time Domain. - Oxford: EOLSS publishers, 2003.

127. System Identification: a frequency domain approach / R. Pintelon, J. Schoukens. - New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2012. - pp. 743.

128. Tuning Methods of PID Controller (2015, January 24). Digital library -Perpustakaan Pusat Unikom. Retrieved from http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/389/jbptunikompp-gdl-yeffryhand-19448-13-bab13.pdf.

129. Turgeon, A.B. Contribution to the identification of widely variable dead-time systems / A.B. Turgeon, R. Gorez, O'Shea. // IMACS Ann. Comput. and Appl. math. - 1989. - 3. № 1-4 - P. 187-192.

130. Wang, Y.-G. PID autotuner based on gain- and phase-margin specification / Y.-G. Wang, H.-H. Shao // Industrial Engineering Chemistry Research. -1999. - No.38 - pp. 3007-3012.

131. Wang, Y.-G. PID auto-tuner based on sensitivity specification / Y.-G. Wang, H.-H. Shao // Transactions of the Institute of Chemical Engineers. - 2000. -No.78(A). - pp. 312-316.

132. Wang, Z. Numerical inversion of multidimensional Laplace transforms using moment methods / Z. Wang, D. Xu // A Journal of Chinese Universities. -2005. - Vol.14. - No.3. - pp. 267-276.

133. Williams, J. Numerical Chebyshev approximation in the complex plane // SIAM J. Numer. Anal. - 1972- Vol. 9. - №4.

134. Ziegler, J.G. Optimum settings for automatic controllers / Ziegler, J.G and Nichols, N. B. // Transactions of the ASME. - 1942. - No.64. - pp. 759-768.

Численное обращение преобразования Лапласа

] 1равообладатель: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (Я С)

Авторы: Онуфриев Вадим Александрович (ЯII), Перебейносова Екатерина Сергеевна (Я11)

Заявка № 2014617596

31 июля 2014 г.

Дата поступления Дата государственной регистрации

(У . • «вд^С'я.Ч

Врио руководителя Федеральной службы по интеллектуальной собственности

шшшшшш

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№ 2014619871

в Реестре программ для ЭВМ 23 Сентября 2014 г.

Л.Л, Кирии

Автор(ы): см. на обороте

(СКТУЛЛЬ^1

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

№ 136902

устройство для идентификации объектов

управления

11нтс1 п'ооГоадате-'1 ь( л 11): Федеральное государственное бюджетное

образовательное у чреждение высшего профессионального образования

"Национальный исследовательский Томский политехнический университет

(Ки), Общество с ограниченной ответственностью Интеллектуальные

адаптивные системы автоматизации" (ооо "ИАСА ") (Щ1)

Заявка №2013113255

Приоритет полезной модели 25 марта 2013 г.

Зарегистрировано в Государственном реестре полезных

моделей РоссийскойФедерации 20 января 2014 г.

Срок действия патента истекает 25 марта 2023 г.

Руководитель Федеральной службы

по интеллектуальной сооственности

Б.П. Симонов

Приложение В (справочное) Листинг управляющей программы

Файл Koeffs.cs:

using System;

using System. Collections. Generic; using System.Linq; using System.Text;

namespace Identificator {

class Koeffs {

private double[] ti, Yi;

private double tp, minError;

private double[] node, TF;

private int numOfStruct, numOfNodes, noSolution;

private double[] a, b, delta;

public Koeffs(double[] tin, double[] YIn, int numStruct, double[] Del) {

ti = new double[tIn.Length]; Yi = new double[YIn.Length]; delta = new double[ti.Length]; Del.CopyTo(delta,0); tIn.CopyTo(ti,0); YIn. CopyTo(Yi,0); tp = ti[ti.Length - 1]; numOfStruct = numStruct; node = new double[6];

node[1] = -Math.Log(0.25 / Yi[Yi.Length - 1]) / tp;

}

public int NoSolution { get { return noSolution; }} public double[] TrF {get { return TF; }} public double[] A {get { return a; }} public double[] B {get { return b; }} public double Node1 {get { return node[1]; }} public double MinError {get { return minError; }}

public double[] Preparing() //значения узлов, ПФ {

double sum;

/*Определение числа и значений узлов*/

for (int i = 1; i <= 6; ++i) {

if (i<6)

node[i] = i * node[1]; if (numOfStruct == i)

{

if (i < 4)

{ numOfNodes = i; }

else

{ numOfNodes = i - 1; }

TF = new double[numOfNodes + 1];

break;

}

/*выделение массивов искомых коэффициентов*/

switch (numOfStruct) {

case 1: b = new double[1]; a = new double[2]; break; case 2: b = new double[1]; a = new double[3]; break; case 3: b = new double[2]; a = new double[3]; break; case 4: b = new double[1]; a = new double[4]; break; case 5: b = new double[2]; a = new double[4]; break; case 6: b = new double[3]; a = new double[4]; break;

}

b[0] = Yi[Yi.Length-1]; a[0] = 1;

//вычисление значений для ПФ

for (int i = 1; i <= numOfNodes; ++i) {

sum = 0;

for (int n = 0; n < Yi.Length; ++n) {

sum += Yi[n] * Math.Exp(-node[i] * ti[n]) * delta[n];

}

TF[i] = node[i] * sum;

}

return TF;

}

public Matrix Solve() // находим все неизвестные коэффициенты {

//если решения нет или некорректное, то не все коэффициенты в решении будут больше 0.0005 Preparing(); //подготовка матриц Matrix A = new Matrix(numOfNodes, numOfNodes); Matrix B = new Matrix(numOfNodes, 1); Matrix X = new Matrix(numOfNodes, 1);

switch (numOfStruct) {

case 1:

if (b[0] < 1000) {

a[1] = (b[0] - TF[1]) / (node[1] * TF[1]); X[0, 0] = a[1];

}

else {

a[1] = 20 * node[1];

}

return X; break; case 2: