Синтез двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления с гарантированным качеством тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Угаров, Павел Александрович

• Угаров, Павел Александрович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Угаров, Павел Александрович

Введение

Глава 1. Анализ существующих подходов к синтезу иерархических систем управления и постановка задач исследования

1.1. Использование иерархических систем при решении сложных задач управления

1.2. Задача координации управления

1.3. Гибридные системы управления

1.4. Задача синтеза гибридной системы с гарантированным качеством

1.5. Постановка цели работы и задач исследования

Глава 2. Двухуровневые системы управления с гарантированным качеством

2.1. Формальное описание двухуровневой системы с гарантированным качеством

2.2. Общая схема синтеза двухуровневой гибридной системы управления с гарантированным качеством

Выводы по главе

Глава 3. Разработка метода и алгоритмов координации для работы в установившемся режиме с гарантированным качеством

3.1 Метод координации для иерархической системы управления с гарантированным качеством

3.2. Алгоритмы координации для установившегося режима 57 Выводы по главе

Глава 4. Разработка метода и алгоритма координации, основанного на использовании агрегированных моделей элементов нижнего уровня

4.1. Дискретные поведенческие абстракции элементов нижнего уровня

4.2. Метод координации по агрегированным моделям элементов нижнего уровня для работы в переходном режиме

Выводы по главе

Глава 5. Локальные гибридные системы управления с гарантированным качеством

5.1. Формальное описание объектов и систем управления с помощью гибридных автоматов

5.2. Теоретико-игровой синтез локальных систем управления с гарантированным качеством

Выводы по главе

Глава 6. Двухуровневая система управления ультразвуковой технологической установкой

6.1. Описание объекта и задач управления

6.2. Локальная система управления агрегатом ультразвуковой технологической установки

6.3. Координация управления ультразвуковой технологической установкой

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления с гарантированным качеством»

Актуальность темы. Сложность современных объектов управления, большое количество и противоречивость показателей качества обуславливают использование многоуровневых систем управления с иерархической структурой. В этом случае общая задача управления разбивается на ряд подзадач, которые решаются локальными управляющими элементами. Существенным преимуществом иерархического подхода является возможность проведения параллельных вычислений, когда осуществляется одновременное решение ряда локальных задач и координация частных решений. Кроме того, построение системы управления по иерархическому принципу позволяет снизить сложность отдельных решаемых задач, повысить надежность работы системы в целом, ускорить процесс проектирования системы управления. Основной задачей, решаемой при синтезе иерархической системы управления, является разработка методов и алгоритмов координации, используемых для согласования работы автономно функционирующих подсистем.

Впервые формальное исследование иерархических многоуровневых систем было выполнено в фундаментальной работе М. Месаровича, Д. Мако и И. Такахары. Проблемам построения иерархических систем, методам и алгоритмам координации посвящены труды таких известных Российских и зарубежных ученых, как Р.А Алиев, В.Н. Бурков, I.D Wilson, M.G.Singh, М. Jamshidi, W. Findeisen и др. Схожие задачи решаются в рамках теории игр, теории многокритериальной оптимизации, теории оптимального управления. Однако основное внимание до недавних пор уделялось координации при решении оптимизационных задач и координации в линейных динамических системах. В числе прочих остаются открытыми вопросы синтеза иерархических систем управления нелинейными дискретно-непрерывными динамическими объектами, обеспечивающих гарантированное качество при наличии приоритетных отношений между критериями.

В последние десять лет активно развивается теория дискретно-непрерывных систем управления, которые в англоязычной литературе называются «гибридными системами». Дискретно-непрерывным (гибридным) системам управления посвящены работы С. Tomlin, J. Lygeros, S. Sastry, G.J. Pappas, R. Alur, T.A. Henzinger, A. Nerode, P. Antsaklis, M. Branicky и других. В теории гибридных систем используются специальные методы управления, основанные на вычислении множеств достижимости разного рода в дискретнонепрерывном пространстве состояний. Сложность вычисления этих множеств может быть достаточно велика даже для объектов невысокого порядка, поэтому для дискретно-непрерывных систем особенно актуально использование декомпозиционных методов. Однако вопросы построения дискретно-непрерывных систем управления по иерархическому принципу пока еще мало изучены. Поэтому представляет большой интерес разработка методов и алгоритмов координации, учитывающих применение локальными элементами алгоритмов управления, основанных на вычислении множеств достижимости.

Важнейшей задачей при проектировании систем управления является обеспечение безопасности функционирования сложных технических объектов, а также гарантирование определенных значений показателей качества в условиях действия помех и неопределенностей. Кроме того, использование гарантий при обмене информацией между элементами иерархической структуры позволяет локализовать действие помех и неопределенностей, специфичных для того или иного элемента.

Таким образом, исследование иерархических дискретно-непрерывных систем управления с гарантированным качеством является актуальной теоретической задачей. Кроме того, разработка систем рассматриваемого класса важна для ряда практических приложений, таких как управление ультразвуковыми технологическими установками. Для ультразвуковых систем важно гарантированное обеспечение безопасности и определенного качества конечного продукта. Также они являются сложными дискретно-непрерывными объектами, для которых целесообразно применение иерархических систем управления.

Цель работы. Разработка методов и алгоритмов координации для двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления, обеспечивающих гарантированное качество при управлении сложными техническими объектами.

Задачи исследования. Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи.

1. Разработать общую схему синтеза двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления с гарантированным качеством, определяющую необходимые методы и алгоритмы координации.

2. Разработать метод координации, обеспечивающий согласованную работу локальных управляющих подсистем в смысле гарантирования определенных значений глобальных показателей качества.

3. Разработать алгоритмы координации, реализующие предложенный метод в условиях действия помех и неопределенностей, задаваемых допустимыми областями изменения.

4. Апробировать предложенные алгоритмы координации на практической задаче управления ультразвуковой технологической установкой.

Методы исследования. Решение поставленных в настоящей диссертационной работе задач проводилось методами теории оптимального управления, теории игр, исследования операций, теории дискретно-непрерывных систем управления, теории иерархических многоуровневых систем.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Общая схема синтеза двухуровневой дискретно-непрерывной системы управления с гарантированным качеством при наличии трех групп критериев с различным приоритетом.

2. Метод и итеративные алгоритмы координации для двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления, позволяющие получить гарантированное значение глобального показателя качества при работе в установившемся режиме в условиях действия помех и неопределенностей, заданных допустимыми областями изменения.

3. Агрегированная динамическая модель дискретно-непрерывного элемента нижнего уровня в виде поведенческой абстракции, содержащая информацию о гарантированных значениях локальных показателей качества.

4. Метод и итеративный алгоритм координации для двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления, использующий агрегированные модели элементов нижнего уровня и позволяющий получить гарантированные значения глобальных показателей качества при работе в переходном режиме в условиях действия помех и неопределенностей, заданных допустимыми областями изменения.

5. Структура локальной системы, гарантирующей управление с качеством, определенным координатором, и выполняющей переключение между отдельными алгоритмами управления в соответствии с полученным координирующим воздействием.

Научная новизна.

1. Новизна общей схемы синтеза двухуровневой дискретно-непрерывной системы управления с гарантированным качеством заключается в том, что в ней сформулирована последовательность операций синтеза при наличии трех групп локальных критериев с различным приоритетом, когда алгоритмы управления нижнего уровня основаны на вычислении множеств достижимости в дискретно-непрерывном пространстве состояний, и должны быть реализованы два глобальных режима - установившийся и переходный.

2. Новизна метода и алгоритмов координации в установившемся режиме заключается в том, что они осуществляют направленный поиск координирующих сигналов, обеспечивающих гарантированное качество на верхнем уровне, путем построения внутренней аппроксимации допустимого множества значений показателей элементов нижнего уровня, согласованного с глобальной целью системы. Алгоритмы координации позволяют гарантировать заданное качество на верхнем уровне и существенно уменьшить общий объем вычислений за счет снижения размерности задач построения множеств достижимости.

3. Для реализации алгоритма координации в переходном режиме разработана новая дискретная агрегированная модель элементов нижнего уровня, которая отличается тем, что она построена в виде поведенческой абстракции, входные символы которой сопоставляются с локальными алгоритмами управления, а выходные - с инвариантными множествами в дискретно-непрерывном пространстве состояний. Эта модель позволяет представить показатели элемента нижнего уровня, интересующие координирующую систему.

4. Новизна метода и алгоритма координации в переходном режиме заключается в том, что они основаны на совместном поиске траекторий двух новых дискретных агрегированных моделей элементов нижнего уровня с использованием методов теории игр. Алгоритм позволяет гарантировать определенное быстродействие и качество переходного процесса всей системы, также он устойчив к нарушению структурных связей между элементами системы.

5. Новизна структуры локальной системы заключается в том, что локальная система управления реализована в виде последовательности (цепочки) регуляторов по трем группам критериев, которые последовательно сужают допустимое множество управлений и включаются/выключаются в соответствии с координирующим воздействием. Такая структура позволяет гарантировать как безопасность функционирования объекта, так и выполнение заданий координатора в переходном и установившемся режиме.

Практическая ценность. Разработанные методы и алгоритмы позволяют заранее определять гарантированные значения глобальных показателей качества в условиях действиях помех и неопределенностей. Это особенно важно при использовании рассматриваемых двухуровневых структур в составе больших многоуровневых систем управления производственными процессами. Предложенные алгоритмы координации позволяют существенно снизить общий объем вычислений за счет понижения размерности задач построения дискретно-непрерывных множеств достижимости. Разработано программное обеспечение, реализующее алгоритмы координации. Результаты диссертации использованы при проектировании двухуровневой системы управления ультразвуковой технологической установкой на ТОО «ЧЕЛАК», гарантирующей требуемую дисперсность продукта, и в учебном процессе кафедры «Радиотехнические системы» Южно-Уральского государственного университета.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на 51-й научно-технической конференции (Челябинск, ЮУрГУ, 1999), 52-й научно-технической конференции (Челябинск, ЮУрГУ, 2000), XX Российской школе по проблемам проектирования неоднородных конструкций (Миасс, 2000), Международной конференции по управлению «АВТОМАТИКА - 2001» (Одесса, 2001), XXI Российской школе по проблемам науки и технологии (Миасс, 2001), XXXII Уральском семинаре по механике и процессам управления (Миасс, 2002), XXIII Российской школе по проблемам науки и технологий (Миасс, 2003), 55-й юбилейной научной конференции (Челябинск, ЮУрГУ, 2003).

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 11 публикациях.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Основное содержание имеет объем 147 страниц. Список литературы включает 145 наименований.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Угаров, Павел Александрович

Выводы по главе 6

1. Разработана локальная система управления агрегатом ультразвуковой технологической установки (системой подачи материала). Создано программное обеспечение в Matlab, позволяющие определять максимальный управляемый инвариант гибридного объекта по заданным критериям качества. Это программное обеспечение было применено при вычислении инвариантов и регуляторов для агрегата ультразвуковой установки (СПМ). Система управления реализована в Matlab, ее элементы выполнены в виде блоков на языке С-Н-.

2. Для установившегося режима в Matlab рассчитаны максимальные управляемые инварианты, обеспечивающие требуемое качество конечного продукта. Испытания установки в установившемся режиме на ТОО «ЧЕЛАК» показали, что при условии нахождения состояния агрегатов в данных инвариантах гарантируется дисперсность продукта не хуже 15 мкм. Таким образом, требуемое качество на верхнем уровне гарантируется независимо от действий локальных помех и неопределенностей.

3. Моделирования разработанного алгоритма координации в переходом режиме в Matlab показало улучшение качества переходного процесса на 38% по сравнению эталонным координирующим управлением при гарантированном быстродействии. Кроме того, данный алгоритм координации позволяет заранее программировать траекторию движения системы в пространстве показателей элементов нижнего уровня.

Заключение

1. Выполнен анализ существующих способов построения систем управления по иерархическому принципу. Установлено, что для создания двухуровневых систем управления динамическими дискретно-непрерывными объектами с гарантированным качеством необходимы новые методы и алгоритмы координации, учитывающие применение элементами нижнего уровня алгоритмов управления, основанных на вычислении множеств достижимости в дискретно-непрерывном пространстве состояний.

2. Предложена общая схема синтеза двухуровневой дискретно-непрерывной системы управления с определением гарантий на основании вычисления локальных множеств достижимости. Введены три группы критериев элементов нижнего уровня с различным приоритетом, определяющие связи между локальными и глобальными целями. Показано, что двухуровневая система может работать в одном из двух глобальных режимов: установившемся и переходном. В переходном режиме координатор решает свою задачу на основании некоторого известного множества гарантированных локальных решений, которые агрегированы в виде поведенческих абстракций. В установившемся режиме в процессе координирования выполняется поиск новых уточненных гарантированных локальных решений в виде инвариантных множеств элементов нижнего уровня. Наличие двух глобальных режимов определяет необходимость разработки двух различных методов координации.

3. Разработаны метод и итеративные алгоритмы координации для двухуровневых дискретно-непрерывных систем управления, позволяющие получить гарантированное значение глобального показателя качества в установившемся режиме в условиях действия помех и неопределенностей, заданных допустимыми областями. Алгоритмы выполняют координацию по одной группе критериев при наличии на нижнем уровне двух элементов. Они осуществляют направленный поиск координирующих сигналов путем построения внутренней аппроксимации выпуклого двумерного допустимого множества значений показателей элементов нижнего уровня, согласованного с глобальной целью системы. Данные алгоритмы позволяют существенно уменьшить вычислительные затраты за счет понижения размерности задач вычисления дискретно-непрерывных множеств достижимости.

4. Для координации в переходном режиме разработана агрегированная модель элемента нижнего уровня в виде дискретной поведенческой абстракции. Каждая вершина графа абстракции соответствует определенной последовательности инвариантных множеств, через которые проходит состояние объекта, и включаемым при этом регуляторам. Рассчитана абстракция СПМ, агрегирующая информацию по дискретно-непрерывному объекту управления, трем локальным регуляторам и целям управления, значимым с точки зрения верхнего уровня. Результаты совместного моделирования в Matlab реального объекта и системы управления, осуществляющей управление по его агрегированной модели, подтвердили эффективность абстракции.

5. Разработаны метод и итеративный алгоритм координации для работы в глобальном переходном режиме, основанные на совместном поиске траекторий двух дискретных абстракций. Алгоритм координации с определением полных траекторий обеспечивает переход системы в заданное целевое множество даже тогда, когда координатор не вмешивается в работу нижнего уровня после завершения каждого перехода дискретных абстракций, так как начальные траектории гарантируют переход в целевое множество за определенное время.

6. Предложена последовательная структура локальной системы управления, реализующая многокритериальное управление на нижнем уровне в соответствии с заданиями координатора и выполняющая переключение между отдельными локальными алгоритмами управления. Система реализована в Matlab, ее элементы выполнены в виде блоков на языке С++. Создано программное обеспечение в Matlab, позволяющие определять максимальный управляемый инвариант дискретно-непрерывного объекта по заданным критериям качества.

7. Разработанные алгоритмы координации были апробированы на практической задаче управления ультразвуковой установкой. Для установившегося режима в Matlab рассчитаны максимальные управляемые инварианты, обеспечивающие требуемое качество конечного продукта. Испытания установки в установившемся режиме на ТОО «ЧЕЛАК» показали, что при условии нахождения состояния агрегатов в данных инвариантах гарантируется дисперсность продукта не хуже 15 мкм. Моделирование координации в переходном режиме в Matlab показало улучшение качества переходного процесса на 38% при гарантированном быстродействии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Угаров, Павел Александрович, 2005 год

1. Алиев B.C., Кононенко А.Ф. Об условиях точного агрегирования в теоретико-игровых моделях. М.: ВЦ РАН, 1991. - 28 с.

2. Алиев Р.А., Либерзон М.И. Методы и алгоритмы координации в промышленных системах управления. М.: Радио и связь, 1987. - 208 с.

3. Алтунин А.Е., Семухин М.В. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях: Монография. — Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2000. 352 с.

4. Бойчук J1.M. Синтез координирующих систем автоматического управления. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 160 с.

5. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Теория активных систем: состояние и перспективы. М.: Синтег, 1999.-128 с.

6. Бурлакин А.Н., Воронов Е.М. Параллельная реализация алгоритма оптимизации многообъектных многокритериальных систем // Седьмая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии». 1999.

7. Вальков В.М:, Вершин В.Е. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. J1.: Политехника, 1991. - 269 с.

8. Ванько В.И., Ермошина О.В., Кувыркин Г.Н. Вариационное исчисление и оптимальное управление / Под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.-488 с.

9. Гайцгори В.Г. Управление системами с быстрыми и медленными движениями. М. Наука, 1991.

10. Денисов А.А., Волкова В.Н. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Издательство СПбГТУ, 1999. - 512 с.

11. Дымков С. М. Линейная задача оптимального управления в многошаговой дискретно-непрерывной системе.// Тезисы Международной конференции «Еругинские чтения -7». -Гродно, 2001.

12. Дюбин Г.Н., Суздаль В.Г. Введение в прикладную теорию игр. М.: Наука, 1981. — 336 с.

13. Жуковский В.И. Кооперативные игры при неопределенности и их приложения / Под ред. B.C. Молоствова. М.: Эдиториал УРСС, 1999. - 336 с.

14. Жученко А.И. Иерархическая компьютерная система управления выпарными установками // Международная научная конференция «МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТЕХНИКЕ И ТЕХНОЛОГИЯХ ММТТ-16» 27-30 мая 2003.

15. Каплинский А.И., Руссман И.Б., Умывакин В.М. Моделирование и алгоритмизация слабоформализованных задач выбора наилучших вариантов систем. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. -168 с.

16. Кожеуров В.Н. Применение методов локальной оптимизации при синтезе систем управления // Информационные и управляющие элементы и системы: Сборник научных трудов № 250. Челябинск: Челябинский политехнический институт, 1980. — С. 19-20.

17. Колесников А.А. Синергетическая концепция системного синтеза: теория и применение // Нелинейный мир. 2004 - т.2, N4 - С. 211-238.

18. Коровин В.А. Магистрально-модульная микропроцессорная система автоматизированного управления МТА // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1992. -№10-12.-С. 10-12.

19. Лазарев И.А., Хижа Г.С., Лазарев К.И. Информационная экономика и сетевые механизмы ее развития. М.: Дашков и Ко, 2005. - 240 с.

20. Литюга А. М., Клиначёв Н. В., Мазуров В. М. Теоретические основы построения эффективных АСУ ТП. Тула, 2002. - http://vissim.nm.ru/autoreg.html.

21. Лохин В.М., Захаров В.Н. Интеллектуальные системы управления: понятия, определения, принципы построения // Интеллектуальные системы автоматического управления / Под ред. И.М Макарова, В.М. Лохина. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - С. 25-38.

22. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. -М.: Мир, 1973.-344 с.

23. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: Математические основы. М.: Мир, 1978.-312 с.

24. Микропроцессорные средства производственных систем / В.Н. Алексеев, A.M. Коновалов, В.Г. Колосов и др.; Под общ. ред. В.Г. Колосова. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1988.-287 с.

25. Новиков Д.А., Цветков А.В. Агрегирование информации в задачах стимулирования // Автоматика и Телемеханика. 2001. - № 4.

26. Павловский Ю.Н. Проблема декомпозиции в математическом моделировании. М.: Фазис, 1998.-272 с.

27. Панюков А.В., Германенко М.И. Сложность нахождения гарантированной оценки решения приближенно заданной системы линейных алгебраических уравнений // Известия Челябинского научного центра. Вып. 4(9). - 2000. - С. 13-17.

28. Панюков А.В., Пельцвергер Б.В., Шафир А.Ю. Оптимальное размещение микропроцессоров и коммуникаций в АСНИ с многоуровневой схемой обработки // Применение микропроцессорных систем в автоматизации научных исследований. Тез. докладов. Челябинск: ЧПИ, 1984.

29. Парийская Е.Ю. Сравнительный анализ математических моделей и подходов к моделированию и анализу непрерывно-дискретных систем // Электронный журнал «Дифференциальные уравнения и процессы управления». 1997. — № 1

30. Петросян Л.А., Зенкевич Н.А., Семина Е.А. Теория игр. М.: Высшая школа, 1998. -304 с.

31. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Сов. Радио, 1975. - 192 с.

32. Поспелов Г.С. и др. Процедуры и алгоритмы формирования комплексных программ. -М: Наука, 1985.-424 с.

33. Растригин JLA. Системы экстремального управления. М.: Наука, 1974. — 632 с.

34. Растригин J1.A. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Сов. радио, 1980.-232 с.

35. Рыжов А.П. Об агрегировании информации в нечетких иерархических системах // Интеллектуальные системы 2001. - Том 6. - Вып. 1-4. - С. 341.

36. Саати Т. Анализ иерархических процессов. — М.: Радио и связь, 1993 .-315с.

37. Сейдж Э.П., Уайт Ч.С., III. Оптимальное управление системами / Под ред. Б.Р. Левина; Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1982. - 392 с.

38. Синергетика: процессы самоорганизации и управления / Под общей редакцией А.А. Колесникова. В 2-х частях. Таганрог: Изд-во ТРТУ. - 2004. - 4.1. - 360 с.

39. Системы автоматизированного проектирования: В 9-и кн. Кн. 5. Автоматизация функционального проектирования: Учеб. пособие для втузов / П.К. Кузьмик, В.Б. Маничев; Под ред. И.П. Норенкова. М: Высш. шк., 1986. - 144 с.

40. Ситчихин А.Н. Иерархические ситуационные модели с предысторией для автоматизированной поддержки решений в сложных системах: Автореф. . канд. техн. наук. — Уфа, 2002.-15 с.

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

42. Сотник С.Л. Основы проектирования систем искусственного интеллекта. 1998. -http://www.gotai.net/download/file-rnsc-001 .zip.

43. Справочник проектировщика автоматизированных систем управления технологическими процессами / Г. Л. Смиянский, Л. 3. Амлинский, В. Я. Баранов и др.; Под ред. Г. Л. Смилянского. М.: Машиностроение, 1983. - 527 с.

44. Субботин А.И., Ченцов А.Г. Оптимизация гарантии в задачах управления. М.: Наука, 1981.-288 с.

45. Тележкин В. Ф. Автоматизация внешнего структурно-параметрического проектирования сложных технических комплексов: Учебное пособие. — Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 1998. Ч. 2. - 76 с.

46. Тележкин В.Ф. Структурно-параметрическое проектирование сложных технических комплексов: Дис. д-ра техн. наук.-Челябинск, 1996.

47. Тележкин В.Ф., Девятов М.А., Карсунцев И.В., Кузьменко А.В., Угаров П.А. Проектирование сложных технических систем: Учебное пособие. — Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2000. 4.2. - 72 с.

48. Тележкин В.Ф., Угаров ПА. Синтез многоуровневых систем управления с гарантированным качеством // В кн.: Механика и процессы управления. Труды XXII Уральского семинара. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2002. - С. 340-345.

49. Токарев В.В. Гарантирующее решение конечношагой задачи управления запасами // Автоматика и телемеханика. 1999. -№ 8. - С. 102-113.

50. Туренко Т.В. Гибридная модель системы прямого цифрового управления с унитарно-кодовым датчиком. XI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, 24-15 мая 2004 г.

51. Угаров П.А. Верифицированные алгоритмы координации для гибридных иерархических систем управления // XXIII Российская школа по проблемам науки и технологий. Тезисы докладов. — Миасс: МСНТ, 2003. С. 86.

52. Угаров П.А. Двухуровневые верифицированные системы с динамическим выбором алгоритмов управления // Электронный журнал «Исследовано в России». 2004. - С. 2335-2344.

53. Угаров П.А., Тележкин В.Ф. Верифицированный алгоритм координации для иерархических гибридных систем управления // Электронный журнал «Исследовано в России».- 2004. -С. 362-372.

54. Угаров П.А. Координация в иерархических гибридных системах управления с использованием поведенческих абстракций // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. — 2004. № 1 (22). - С. 186-191.

55. Уланов Г.М., Алиев Р.А., Кривошеев В.П. Методы разработки интегрированных АСУ промышленными предприятиями. М.: Энергоатомиздат, 1983. -320 с.

56. Цветков А.В. Стимулирование в управлении проектами. М.: ООО «НИЦ «АПОСТРОФ», 2001.-143 с.

57. Alur R., Henzinger Т., Lafferriere G., Pappas G. Discrete abstractions of hybrid systems // Proceedings of the IEEE. 2000. - V. 88, № 7. - P. 971-984.

58. Alur R., Thao Dang, Inancic F. Reachability Analysis of Hybrid Systems via Predicate Abstraction // 5th International Workshop on Hybrid Systems: Computation and Control, Stanford, California (LNCS 2289). April 2002.

59. Antsaklis P., Koutsoukos X. On hybrid control of complex systems: A survey // Proc. of the 3rd International Conference on Automation of Mixed Processes: Dynamic Hybrid Systems (ADPM'98), Reims, France, March 19-20,1998. P. 1-8.

60. Approaches to modeling, analysis and control of hybrid systems / R.K. Boel, B. De Schutter, G. Nijsse, G.M. Schumacher, J.H. van Schuppen // Journal A. December 1999. - V. 40, № 4.-P. 16-27.

61. Athans M. Advances and open problems on the control of large scale systems // IF AC 1978, Helsinki, Finland.

62. Bemporad A. Efficient conversion of mixed logical dynamical systems into an equivalent piecewise affine form // IEEE Transactions on Automatic Control. 2004. - V. 49, № 5. - P. 832-838.

63. Branicky M.S., Borkar V.S., Mitter S.K. A Unified Framework for Hybrid Control: Model and Optimal Control Theory // IEEE Transactions on Automatic Control. January 1998. — V. 43, №1.-P. 31-45.

64. Branicky M.S., Curtis M.M., Levine J., Morgan S. Sampling-Based Planning and Control // • Proc. Twelfth Yale Workshop on Adaptive and Learning Systems, New Haven, CT, May 2830,2003.

65. Branicky M.S., Johansen T.A., Petersen I., Frazzoli E. On-line Techniques for Behavioral Programming //Proceedings of the 39th IEEE Conference on Decision and Control, Sydney, Australia, December 2000. P. 1840-1845.

66. Branicky M.S., Zhang G. Solving hybrid control problems: Level sets and behavioral programming // Proceedings of the American Control Conference, Chicago, Illinois, June 2000. -P. 1175-1180.

67. Brederveld M. Supervised Learning in Multi-Agent Control Systems (MACS): M.Sc. Thesis. University of Twente, 2000. — 68 p.

68. Breemen A. J.N.v. Agent-based Multi-controller Systems. A design framework for complex control problems: Ph.D. Thesis. University of Twente, 2001. - 238 p.

69. Breemen A. J.N.v., de Vries T. An agent based framework for designing multiple-controller systems // Proceedings of 5th conference on The Practical Application of Intelligent Agents and Multi-Agent Technology. 2000. - P. 219-235.

70. Brennan R.W., Norrie D.H. The performance of partial dynamic hierarchies for manufacturing // 2nd International Workshop on Intelligent Manufacturing Systems, September 1999.

71. Broucke M:, Di Benedetto M.D., Di Gennaro S., Sangiovanni-Vincentelli A. Optimal control using bisimulations: Implementation// Proceedings of Hybrid Systems: Computation and Control (HSCC'01). March 2001.

72. Caines P.E., Wei Y-J. Hierarchical hybrid control systems: A lattice theoretic approach// IEEE Transactions on Automatic Control. 1997.

73. Control and Coordination in Hierarchical Systems / W. Findeisen, F.N. Bailey, M. Brdys at al. Chichester: John Wiley and Sons, 1980. - 467 p.

74. Cormen, Thomas H. Introduction to Algorithms / Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest. MIT Press, 1989. - 1028 p.

75. Davoren J. M., Moor T. Logic-based design and synthesis of controllers for hybrid systems. Australian National Univ., Dept. Syst. Eng., RSISE, Canberra, Australia, Tech. Rep. Australian National Univ., 2000.

76. Davoren J. M., Nerode A. Logics for hybrid systems. // Proceedings of the IEEE. 2000. -V. 88, №7. -P. 985-1010.88. de Kruif B.J. Coordination of Multi-Agent Control Systems: M.Sc. Thesis. University of Twente, 1999. - 78 p.

77. Franklin S., Greasser A. It is an agent or just a program?: A Taxonomy for Autonomous Agents // Proceedings of the Third International Workshop on Agent Theories, Architecture and Languages. 1996. - P. 193-206.

78. Ghosh R., Tomlin C. Maneuver Design for Multiple Aircraft Conflict Resolution // Proceedings of the 2000 American Control Conference, Chicago, 28-30 June 2000.

79. Godbole D., Lygeros J., Sastry S. Hierarchical Hybrid Control: a Case Study // Hybrid Systems II. Lecture Notes in Computer Science 999 / Eds. Antsaklis P.J., Kohn W., Nerode A., Sastry S. Springer, 1995. - P. 166-190.

80. Hedlund S., Rantzer A. Optimal Control of Hybrid Systems // Proceedings 38th IEEE Conference on Decision and Control, Phoenix, Arizona, December 1999.

81. Henzinger Т., Pei-Hsin Ho, Wong-Toi H. Algorithmic Analysis of Nonlinear Hybrid Systems // IEEE Transactions on Automatic Control. 1998. - V. 43. - P. 540-554.

82. Horowitz R., Varaiya P. Control Design of an Automated Highway System // Proceedings of the IEEE: Special Issue on Hybrid Systems. July 2000. - V.88, №.7 - P. 913-925.

83. Hubbard P., Caines P.E. Trace-DC Hierarchical Supervisory Control // IEEE Transactions on Automatic Control. 1999.

84. Inalhan G., Stipanovic D., Tomlin C. Decentralized Optimization, with application to Multiple Aircraft Coordination // Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control, Las Vegas, December 2002.

85. Johansen T.A., Murray-Smith R. Multiple Model Approaches to Modeling and Control. -Taylor and Francis, 1997.

86. Jose R.A., Ungar L.H. Auction-driven coordination for plantwide optimization // Foundations of Computer-Aided Process Operation FOCAPO, 1998.

87. Kian A.R., Cruz J.B., Jr. Nash Strategies for Load Serving Entities in Dynamic Energy Multi-Markets // Proceedings of the Hawaii International Conference on System Sciences, Big Island, Hawaii, January 7-10,2002.

88. Koo T. J., Pappas G., Sastry S. Mode switching synthesis for reachability specifications // Hybrid Systems: Computation and Control, Lecture Notes in Computer Science. Springer, March 2001.-V. 2034.

89. Коо Т. J., Pappas G., Sastry S. Multi-modal control of systems with constraints 11 Proceedings of the 40th IEEE Conference on Decision and Control, Orlando, FL, December 2001. -P.2075-2080.

90. Koutsoukos X., Antsaklis P., Stiver J., Lemmon M. Supervisory Control of Hybrid Systems // Proceedings of the IEEE. Special Issue on Hybrid Systems. 2000. - V. 88, № 7. - P. 1026-1049.

91. Kuipers B.J., Astrom K. The composition and validation of heterogeneous control laws // Automatica. 1994. - V. 30, № 2. - P. 233-249.

92. Kurzhanski A.B., Varaiya P. On reachability under uncertainty // SIAM Journal on Control and Optimization. 2002. - V. 41, № 1. - P. 181-216.

93. Lafferriere G., Pappas G. Yovine S. Symbolic reachability computations for families of linear vector fields // Journal of Symbolic Computation. September 2001: - V. 32, № 3. - P. 231-253.

94. Larsson Т., Skogestad S. Plantwide control — A review and a new design procedure. Department of Chemical Engineering Norwegian University of Science and Technology N-7034. Trondheim, 2000.

95. Lygeros J. Hierarchical, Hybrid Control of Large Scale Systems: Doctor of Philosophy Thesis. — Dept. of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley, May 1996. 117 p.

96. Lygeros J., Godbole D.N;, Sastry S. A design framework for hierarchical, hybrid control. California PATH Research Report, UCB-ITS-PRR-97-24. University of California, Berkeley, 1997.-36 p.

97. Lygeros J., Godbole D.N., Sastry S. Multiagent Hybrid System Design using Game Theory and Optimal Control // Conference on Decision and Control, 1996. P. 1190-1195.

98. Lygeros J., Pappas G., Sastry S. An introduction to hybrid systems modeling, analysis andcontrol // Preprints of the First Nonlinear Control Network Pedagogical School, Athens, Greece, 1999. P. 307-329.

99. Lygeros J., Tomlin C., Sastry S. Controllers for reachability specifications for hybrid systems // Automatica. 1999. - V. 35, № 3.

100. Lygeros J., Tomlin C., Sastry S. Multiobjective Hybrid Controller Synthesis // Hybrid and Real-Time Systems, LNCS 12017 Ed. O. Maler. Grenoble: Springer Verlag, 1997. - P. 109-123.

101. Miller B.M., Rubinovich E.Y. Impulsive Control in Continuous and Discrete-Continuous Systems. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2003. - 447 p.

102. Mitchell I. Application of Level Set Methods to Control and Reachability Problems in Continuous and Hybrid Systems: Ph.D. thesis. Scientific Computing and Computational Mathematics Program, Stanford University, August 2002. - 123 p.

103. Mitchell I., Bayen A., Tomlin C. Computing reachable sets for continuous dynamic games using level set methods // IEEE Transactions on Automatic Control. 2002.

104. Mitchell I., Tomlin C. Level set methods for computation in hybrid systems // Hybrid Systems: Computation and Control, number 1790 in Lecture Notes in Computer Science / Eds.

105. B. Krogh, N. Lynch. Springer Verlag, 2000. - P. 310-323.

106. Mitchell I., Tomlin C. Overapproximating Reachable Sets by Hamilton-Jacobi Projections // Journal of Scientific Computing. 2002.i

107. Moor Т., Davoren J.M. Robust controller synthesis for hybrid systems using modal logic // Hybrid Systems: Computation and Control (HSCC 2001), LNCS 2034 / Eds. M.D. Di Benedetto, A. Sangiovanni-Vincentelli. Springer-Verlag, 2001. - P. 433-446.

108. Moor Т., Davoren J.M., Raisch J. Modular supervisory control of a class of hybrid systems in a behavioural framework // Proc. European Control Conference ECC2001, Porto, Portugal.-2001.-P. 870-875.

109. Moor Т., Raisch J., Davoren J.M. Computational advantages of a two-level hybrid control architecture // Proc. 40th IEEE Conference on Decision and Control; Orlando, USA, 2001. -P. 358-363.

110. Qin S.J., Badgwell T.J. An overview of industrial model predictive control technology // AIChE Symposium Series 316. 1996. -V. 93. - P. 232-256.

111. Raisch J. Discrete Abstractions of Continuous Systems an Input/Output Point of View// Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems. Special issue on, Discrete Event Models of Continuous Systems - 2000. - V.6, № 1. - P. 6-29.

112. Raisch J., Itigin A., Moor T. Hierarchical Control of Hybrid Systems // ADPM, 2000.

113. Shakernia O., Pappas G., Sastry S. Decidable controller synthesis for classes of linear sys' tems // Hybrid Systems: Computation and Control, Lecture Notes in Computer Science.

114. Springer Verlag, 2000. V. 1790.

115. Shakernia O., Pappas G., Sastry S. Decidable differential games and controller synthesis for hybrid systems // SI AM Journal of Control and Optimization. November 2001.

116. Shakernia O., Pappas G., Sastry S. Semidecidable controller synthesis for classes of linear hybrid systems // Proceedings of the 39th IEEE Conference on Decision and Control; Sydney, Australia, December 2000. P. 1834-1839.

117. Shakernia O., Pappas G., Sastry S. Semi-decidable synthesis for triangular hybrid systems // Hybrid Systems: Computation and Control, Lecture Notes in Computer Science. Springer, March 2001.-V. 2034.

118. Shobrys D.E., White D.C. Planning, Scheduling and Control Systems: Why Can't They Work Together // PSE Conference, July, 2000.

119. Singh M.G. Dynamical Hierarchical control. Amsterdam: North-Holland, 1977. - 257 p.

120. Skogestad S. Plantwide control: The search for self-optimizing control structure. Trond-heim Norway: Norvegian University of Science and Technology, 1999. -25 p.

121. Stiver J., Koutsoukos X., Antsaklis P. An Invariant Based Approach to the Design of Hybrid Control Systems // International Journal of Robust and Nonlinear Control. 2001. - V. 11 (5). — P. 453-478.

122. Stursberg O., Engell S., Kowalewski S. Timed Approximations of Hybrid Processes For

123. Controller Verification // 14th IFAC World Congress, Beijing, China, July 1999.

124. Tabuada P., Pappas G., Lima P. Hybrid Abstractions: a Search and Rescue Case Study // Proceedings of the European Control Conference, Porto, Portugal, September 2001. P. 3864-3869.

125. Tomlin C. Hybrid Control of Air Traffic Management Systems: PhD thesis. Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Berkeley, 1998. — 118 p.

126. Tomlin C., Lygeros J., Sastry S. A game-theoretic approach to controller design for hybrid systems // Proceedings of the IEEE. 2000. - V. 88, № 7. - P. 949-970;

127. Tousain R. Dynamic Optimization in Business-Wide Process Control. Delft University Press, December 2002. - 247 p.140. van den Bosch P., Heemels M. Hybrid Systems: Modelling Embedded Controllers // Journal A. 1999. - Vol. 40, № 4. - P. 28-34.

128. Varaiya P. A question about hierarchical systems // System Theory: modeling, analysis and control / Eds. T. Djaferis, I. Schick. Kluwer, 2000.

129. Varaiya P. Reach set computation using optimal control // KIT Workshop on Verification of Hybrid Systems, Grenoble, France, October 1998.

130. Weeren A.J.T.M. Coordination in Hierarchical Control. Ph.D. Thesis. Tilburg University, 1995.-150 p.

131. Zekeriya Uykan. Hierarchical Control and Multimedia. Helsinki University of Technology. -http://www.control.hut.fi/Hyotyniemi/Publications/ 97reportl 06/UYKAN/node 1 .html.

132. В процессе внедрения выполнены следующие работы:

133. Разработана оптимальная программно-аппаратная структура .микропроцессорной системы управления ультразвуковой установкой.

134. Разработан алгоритм оптимального управления процессом диспергирования на основе динамической модели процесса и множества принятых показателей качества.

135. Разработана модель электромеханического технологического оборудования и проведен расчет элементов согласования электромеханической и электрической подсистем.

136. Проведена комплексная отладка узлов диспергатора и осуществлены исследования технологических режимов по его применению.2." Технико-экономические показатели внедрения. В процессе проведения данiной работы были получены следующие результаты:

137. Внедрение разработанной системы привело к уменьшению затрат на обеспечение процесса диспергирования на 150 тыс. рублей в год.1. Представители ЮУрГУ:1. Y\sQ1s—

138. Тележкин В.Ф. Карсунцев И.В. Кузьменко А.В. Угаров П.А. Девятов М. А.1. Пред^авители/^ОО «ЧЕЛАК»:

139. Желобков С.В. Абросимов К.А.1. Г *'