Модальный метод синтеза многоканальных динамических систем с использованием полиномиального разложения
Диссертация
В настоящее время область рассматриваемых вопросов увеличилась, и акцент делается на исследования многоканальных систем управления, систем с регулятором пониженного порядка и др. В решение поставленных задач большой вклад внесли многие отечественные ученые, такие как Александров A.A., Бесекерский В. А., Беллман Р., Востриков A.C., Гайдук А. Р., Гольдфарба Л. С., Дылевский A.B., Калман Р… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
- 1. МОДАЛЬНАЯ ЗАДАЧА СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРА
- 1. 1. Общая постановка задачи синтеза регулятора
- 1. 2. Синтез в пространстве состояний
- 1. 3. Полиномиальный синтез
- 1. 4. Регуляторы пониженного порядка
- 1. 5. Постановка задачи диссертационного исследования
- 2. ПОЛИНОМИАЛЬНАЯ МЕТОДИКА СИНТЕЗА
- 2. 1. Обзор разномассовых объектов
- 2. 2. Полиномиальное разложение передаточной функции объекта и регулятора
- 2. 3. Матричное полиномиальное уравнение. Методика его решения
- 2. 4. Обусловленность системы уравнений
- Введение масштаба по времени и масштабирование переменных
- 2. 5. Проверка условий разрешимости задачи автономизации
- 2. 6. Синтез регуляторов. Многоканальный случай
- 2. 7. Синтез регуляторов. Одноканальный случай
- 2. 8. Выводы
- 3. СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРОВ ПОНИЖЕННОГО ПОРЯДКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОИЗВОДНЫХ
- 3. 1. О свойствах производных полинома
- 3. 2. Синтез регуляторов пониженного порядка с использованием дифференцирования характеристического полинома
- 3. 3. Синтез регуляторов пониженного порядка с использованием обратного дифференцирования характеристического полинома
- 3. 4. Методика синтеза многоканальных регуляторов пониженного порядка с использованием обратного дифференцирования
- 3. 5. Выводы
- 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ПОЛИНОМИАЛЬНОГО СИНТЕЗА
- 4. 1. Синтез регулятора для стабилизации двухмассовой системы
- 4. 2. Синтез двухканального ДД-регулятора для стабилизации трех-массовой системы
- 4. 3. Синтез регулятора для стабилизации положения маятника
- 4. 4. Синтез регулятора для стабилизации положения кабины лифта
- 4. 5. Синтез регулятора для стабилизации температуры камеры полимерной покраски
- 4. 6. Выводы
Список литературы
- Александров А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем // Учебник. -Москва, 1986.-263 с.
- Андреев Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами // Учеб. пособие. Москва: Наука, 1976. -424 с.
- Андриевский Б.Р., Фрадков A.JL Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB II Учеб. пособие. СПб: Наука, 1999.-467 с.
- Анисимов A.C. Коррекция динамики следящих систем // Учеб. пособие. -НЭТИ: Изд-во НЭТИ, 1986. 79 с.
- Асанов А.З., Демьянов Д. Н. Формирование заданного спектра передаточных нулей многосвязной динамической системы // Науч. вестник. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2008. — т. 10, № 2(27). — С. 25−34.
- Бесекерский В.А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления. Изд.4-е, перераб. и доп. // Учебник. СПб: Изд-во Профессия, 2003. — 752 с.
- Бобцов A.A., Мирошник И. В. Линейные системы автоматического управления //Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГИТМО (ТУ), 2001.-245 с.
- Боровиков А.Ю., Воевода A.A., Мелешкин А. И. Апроксимационные алгоритмы синтеза регуляторов пониженного порядка // Сб. науч. тр. НГТУ. — 1999.-№ 2(15).-С. 130−134.
- Воевода A.A. Синтез робастных линейных систем управления для объектов с интервальными параметрами // Межвуз. сб. Красноярск: КГТУ, 1995. -С. 12−16.
- Воевода A.A., Вороной В. В. Модальный синтез регуляторов пониженного порядка методом дифференцирования характеристического полинома // Сб. науч. тр. НГТУ. — 2010. — № 4(62). — С. 25−34.
- Воевода A.A., Вороной В. В., Шоба Е. В. Модальный синтез многоканального регулятора пониженного порядка с использованием «обратной» производной на примере трёхмассовой системы // Науч. вести. НГТУ. 2012. — № 1(46).-С. 15−22.
- Воевода A.A., Востриков A.C., Жмудь В. А. Управление линейными динамическими объектами по методу разделения движений // Препринт № 467. -Ин-т автоматики и электрометрии СО АН СССР, 1991. 40 с.
- Воевода A.A., Ижицкая Е. А. Стабилизация двухмассовой системы: модальный метод синтеза // Сб. науч. тр. НГТУ. 2009. — № 2(56). — С. 3−10.
- Воевода A.A., Мелешкин А. И. Синтез регуляторов пониженного порядка // Научи, вестник НГТУ. 1997. — № 3. — С. 41−58.
- Воевода A.A., Плохотников В. В. О методике синтеза регуляторов для объектов с интервальными параметрами // Сб. науч. тр. НГТУ. 1998. — № 3. -С. 157−160.
- Воевода A.A., Плохотников В. В. О множестве корней производных интервального полинома//Сб. науч. тр. НГТУ. 1999. -№ 4(17). — С. 27−31.
- Воевода A.A., Пономарев К. Н., Чехонадских A.B. Об устойчивости производной устойчивого многочлена // Научн. вестник НГТУ. 1998. — № 1(4).-С. 185−186.
- Воевода A.A., Трошина Г. В. О масштабировании данных «вход-выход» при идентификации объектов // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 3(61). — С. 3540.
- Воевода A.A., Чехонадских A.B., Шоба Е. В. Модальный метод синтеза с использованием полиномиального разложения: разделение движений при стабилизации трёхмассовой системы // Научн. вестник НГТУ. 2011. — № 2(43). -С. 39−46.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. Стабилизация двухмассовой системы: модальный метод синтеза в пространстве состояний // Сб. науч. тр. НГТУ. — 2010. — № 1(59).-С. 25−34.
- Воевода A.A., Шоба E.B. О «Строгой правильности» передаточной функции разомкнутой системы // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 2(60). — С. 175−180.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. О разрешимости задачи автономизации многоканальной системы 4.1. // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 2(60). — С. 9−16.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. О разрешимости задачи автономизации многоканальной системы 4.2. // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 3(61). — С. 41−50.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. О разрешимости задачи авгономизации многоканальной системы Ч.З. // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 4(62). — С. 3−12.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. О разрешимости задачи автономизации многоканальной системы 4.4. // Сб. науч. тр. НГТУ. 2011. — № 3(65). — С. 11−18.
- Гайдук А.Р. Синтез автономных и связных многомерных систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление: 2012. -№ 1. С. 13−20.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. Стабилизация трёхмассовой системы: Модальный метод сшпеза в пространстве состояний с наблюдателем пониженного порядка // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 4(62). — С. 13−24.
- Волков М.А., Гурентьев Е. А., Ишматов З. Ш., Плотников Ю. В. Полиномиальный подход к синтезу и анализу систем управления электроприводам // Труды V Международной конференции по автоматизированному электроприводу. СПб, 2007. — С. 141−144.
- Воронов A.A. Основы теории автоматического управления: Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем // Учеб. пособие. Москва: Энергия, 1980.-312 с.
- Воронов A.A. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость // Учеб. пособие. Москва: Наука, 1979. — 336 с.
- Вороной В.В. Краткий обзор методов синтеза регуляторов пониженного порядка // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 4(62). — С. 25−34.
- Вороной В.В., Шоба Е. В. Стабилизация трёхмассовой системы: двухка-нальный ЯД-регулятор // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. — № 4(62). — С. 183−188.
- Востриков A.C. Синтез нелинейных систем методом локализации // Учеб. Пособие. Новосибирск, 1990. — 120 с.
- Востриков A.C., Гаврилов Е. Б., Французов" Г.А. Основы теории непрерывных и дискретных систем регулирования // Учеб. пособие. Новосибирск, 2008.-476 с.
- Востриков A.C., Французова Г. А. Теория автоматического регулирования // Учебник. М.: Высшая школа, 2006. — 365 с.
- Григорьев В.В., Журавлёва II.В. и др. Синтез систем автоматического управления методом модального управления // Учеб. пособие. СПб: Изд-во ИТМО, 2007−108 с.
- Гребе С.Ф., Гудвин Г. К. и др. Проектирование систем управления // Учебник. Москва: Изд-во БИНОМ, 2004. — 911 с.
- Деруссо П., Рой Р., Клоуз Ч. Пространство состояний в теории управления // Учеб. пособие. М.: Наука, 1970. — 86 с.
- Дылевский A.B. Синтез конечномерных регуляторов для бесконечномерных объектов // Автореферат. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2009. — 30 с.
- Дылевский A.B., Лозгачёв Г. И. Синтез линейных систем управления с заданным характеристическим полиномом // Известия РАН. Серия: Теория и системы управления, 2003. -№ 4. С. 17−20.
- Дылевский A.B., Лозгачёв Г. И. Синтез модальных систем управления // Вестник Воронежского гос. ун-та. Серия: Физика, математика, 2004. № 1. -С. 103−109.
- Егупов Н.Д. Методы классической и современной теории автоматического управления // Учебник в 3-х томах. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2000 г.
- Замятин C.B. Анализ и синтез систем управления с интервальными параметрами на основе корневого подхода // Автореферат. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. — 16 с.
- Киселёв Е.В. Развитие методов анализа и синтеза нечётких супервизор-пых систем автоматического управления // Автореферат. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 2009.-30 с.
- Кокорев С.А. Разработка и исследование метода одновременной оценки корней характеристического уравнения линейной системы // Автореферат. -Москва: Изд-во МГТУ, 2006. 15 с.
- Красильщиков М. II. Основы теории многосвязных систем автоматического управления летательными аппаратами // Учеб. пособие. М.: Изд-во МАИ, 1995.-288 с.
- Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства // Учебник. М.: Машиностроение, 1976. — 184 с.
- Липатов А.В., Соколов Н. И. О некоторых достаточных условиях устойчивости линейных непрерывных стационарных систем // АиТ. 1978. — № 9. -С. 30−37.
- Лукашин О.В. Синтез квазиоптимальных полиномиальных систем управления простой структуры // Автореферат. Тула: Изд-во ТГУ, 2007. -18 с.
- Любимов Е.В. Автоматизированный аналитический синтез нелинейных систем управления сложными динамическими объектами // Автореферат. -Владивосток: Изд-во Морской ГУ, 2007. 18 с.
- Малышенко А.М. Системы автоматического управления с избыточной размерностью вектора управления // Учеб. пособие. — Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2005. 302 с.
- Мееров М. В. Исследование и оптимизация многосвязных систем управлении // Учеб. пособие. М.: Наука, 1986. — 233 с.
- Мелешкин А.И. Модальный синтез регуляторов пониженного порядка // Дне. канд. техн. наук. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. — 166 с.
- Мирошиик И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы // Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Питер, 2005. — 336 с.
- Нгуен Ф.Д. Синтез робастных регуляторов численным методом // Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции. Томск: Изд-во: ТПУ, 2009 — Ч. 2. — С. 75−78.
- Нсмировский A.C., Поляк Б. Т. Необходимые условия устойчивости полиномов и их использование // АиТ. 1994. — № 2 11. — С. 113−119.
- Ротач В.Я. Теория автоматического управления // Учеб. пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2004. — 400 с.
- Смагина Е.М. Нули линейных многомерных систем. Определения, классификация, применение (обзор) // АиТ. 1985. -№ 12. — С. 5−33.
- Смагина Е.М. Вычисление и задание нулей линейной многомерной системы // АиТ. 1987. -№ 12. -С. 165−173.
- Смагина Е.М. Вопросы анализа линейных многомерных объектов с использованием понятия нуля системы // Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1990. — 160 с.
- Суходоев М.С. Определение желаемой области расположения доминирующих полюсов замкнутой системы с учётом её нулей // Известия Томского политехнического университета, 2007. т. 311 — № 5. — С. 57−61.
- Суходоев М.С. Размещение областей локализации доминирующих полюсов интервальной системы автоматического управления в заданном усеченном секторе // Известия Томского политехнического университета, 2007. т. 311.-№ 5. — С. 5−9.
- Уопэм М. Линейные многомерные системы управления // Учеб. пособие. -М.: Наука, 1980.-375 с.
- Французова Г. А. Теория автоматического управления. Линейные системы // Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1997. — 122 с.
- Французова Г. А. Теория автоматического регулирования // Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. — 365 с.
- Шинтиков Д.В. Методы анализа и синтеза линейных динамических систем с кратными сингулярными числами // Автореферат. СПб: Изд-во СПбГУАП, 2009−21 с.
- Шоба Е.В. Модальный метод синтеза в пространстве состояний с наблюдателем пониженного порядка: О возможности обеспечения статического режима // Сб. науч. тр. НГТУ. 2010. -№ 4(62). — С. 175−182.
- Шоба Е.В. Метод модального синтеза для многоканальных систем с использованием полиномиального разложения // Ыаучн. вестник НГТУ. 2011. -№ 4(45).-С. 186−190.
- Anderson B.D.O., Jury E.I., Mansour М. On robust Hurwitz Polynomials // IEEE Trans. Aut. Control. 1987. AC-32. № 10. P. 18−28.
- Argoun M.B. On the stability of low-order polynomials // IEEE Trans. Aut. Control. 1987. AC-35. № 2. P. 180−182.
- Chen C.T. Linear System Theory and Design, Third Edition // New York Oxford, 1999.-334 p.
- Chen L.C., Munro N. Calculation of largest generalized stability hypersphere in the robust stability problem for the maximum setting-time and minimum damping-ratio cases // IEEE Trans. Aut. Control. 1987. AC-36. № 6. — P. 756−759.
- Coimnault C., Lafay J.F., Malabre M. Structure of linear systems. Geometric and transfer matrix approaches // Cybernetika. 1991. — V. 27. — № 3. — P. 170 185.
- Dong J.W., Brosilovv G.B. Design of robust multivariable PID controllers via IMC // Proc. American Control Conference. Albuquerque: New Mexico, 1997. P. 3380−3384.
- Doyle J.C., Stein G. Multivariable feedback design: concept for a classical/modern synthesis // IEEE Trans. Aut. Control. 1981. AC-26. № 1. P. 4−16.
- Falb P.L., Wolovich W. Decoupling in the design and synthesis of multivariable systems // IEEE Trans. Aut. Control. 1967. AC-12. №.4. — P. 651−669.
- Luyben L.W. Simple method fortuning SISO controllers in multivariable systems // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. Vol.25, 1986. — P. 654−660.
- MacFarlane A.G. Geometric approach to analysis and synthesis of system zeros. Pt 1. Square systems. Pt 2. Non-square systems // Int. J. Control, 1976. V. 23, № 2. — P. 149−181.
- Morse A.S. Structural invariants of linear multivariable systems // SIAM J. Control, 1973. -№ 11. P. 446−465.
- Rohn J. Systems of linear interval equations // Linear Algebra and its Applications, 1989.-V. 126.-P. 39−78.
- Rosenbrock H.H. State-space and multivariable theory // N. Y.: Wiley, 1970. -257 p.
- Voevoda A.A., Meleshkin A.I. Lower-order regulator design: Proc. of the 13th International conference on systems science // Wroclaw, 1998. Vol. 1. — P. 198— 205.
- Wang Q.G. Decoupling Control // Lecture Notes in Control and information Scienes: Springer Verlag Berlin, 2003. — 285 p.
- Wolovich W.A. Linear multivariable systems // N.Y.: Springer-Verlag, 1974. -358 p
- Воевода A.A., Мелешкин А. И. О модальном синтезе линейных систем с регулятором пониженного порядка // Сб. науч. тр. НГТУ. — 1996. № 3(5). — С. 157−160.
- Albertos P., Sala А. Multivariable control systems: an engineering approach // Springer, 2004. 340 p.
- Antsaklis P.J., Michel A.N. Linear systems // Birkhauser, 1997. 669 p.
- Astrem K.J., Murray R.M. Feedback system // Princeton University Press, 2008.-390 p.
- Astrem K.J., Witten mark B. Control Systems // theoiy and design: Prentice Hall, 1999.-560 p.
- Bishop R.H. Modern control systems analysis and design using MATLAB II Massachusetts: N. Y, 2006. 160 p.
- Bonivento C., Isidori A., Marconi L., Rossi C. Advances in control theory and application // Springer, 2007. 306 p.
- Crassidis J.L., Junkins J.L. Optimal estimation of dynamic systems // Chapman and Hall, N. Y, 2004. 587 p.
- Dahleh M., Dahleh M.A., Verghese G. Lecture on dynamic systems and control // Massachuasetts Institute of Technology, 2003. 600 p.
- Damen A. Modern control theory // Eindhoven, 2012. 170 p.
- D’azzo J. J., Iloupis C.H., Sheldon S.H. Linear control system analysis and design with MATLAB И N. Y: Basel, 2003. 450 p.
- Doyle J.C., Francis В., Tannenbaum A. Feedback control theory // Macmil-lan Publishing, 1990. 198 p.
- Чехонадских A.B. О ступенчато-дифференциальной оптимизации корней характеристического многочлена САУ // Научный вестник НГТУ. 2008. № 4(33).-С. 205−208.
- Французова Г. А. Синтез многосвязных систем с производными выходных переменных в законе управления // Автореф. дис.. канд. техн. наук. Челябинск, 1982.
- Geering Н.Р. Optimal control with engineering applications // Springer, 2007. 133 p.
- Goodwin G.C., Graebe S.F., Calgado M.E. Control system design // Valparaiso, 2000. 840 p.
- Воевода A.A. Стабилизация двухмассовой системы: полиномиальный метод синтеза двухканальной системы // Сб. науч. тр. НГТУ. 2009. — № 4(58). -С. 121−124.
- Саблина Г. В., Ходакова Д. И. Исследование математической модели системы «Подвешенный груз» // Сб. науч. тр. НГТУ. 2009. — № 2(56). — С. 1118.
- Саблнна Г. В., Ходакова Д. И. Исследование свойств модельной системы «Вращающийся маятник» // Сб. науч. тр. НГТУ. 2009. — № 3(57). — С. 2532.
- Саблина Г. В., Ходакова Д. И. Разработка алгоритма стабилизации системы «Подвешенный груз» // Сб. науч. тр. НГТУ. 2009. — № 3(57). — С. 33−40.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. О модели перевёрнутого маятника // Сб. науч. тр. НГТУ. — 2012. -№ 1(67). — С. 3−14.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. Управление перевёрнутым маятником // Сб. науч. тр. НГТУ. — 2012. -№ 2(68). — С. 3−14.
- Шоба Е.В., Марков A.B. Методология проектирования современного программного обеспечения применительно к станции управления лифтом // Сб. науч. тр. НГТУ.-2012.-№ 1(67).-С. 121−132.
- Шоба Е.В. Моделирование работы лифта. Стабилизация положения кабины//Сб. науч. тр. НГТУ.-2012.-№ 1(67).-С. 79−86.
- Шоба Е.В., Коротиков С. С. Расширение пакета MATHCAD для решения задач полиномиального синтеза // Сб. науч. тр. НГТУ. 2012. — № 1(67). -С.133−145.
- Гайдук А.Р. Теория автоматического управления // Учебник. М.: Высш. шк., 2010.-415 с.
- Буков В.Н., Косьянчук В. В., Рябченко В. Н. Вложения систем. Полиномиальные уравнения // АиТ. 2002. -№ 7. — С. 12−23.
- Ким Д. П. Синтез оптимальных по быстродействию непрерывных линейных регуляторов // АиТ. 2009. — № 3. — С. 5−14.
- Воевода A.A., Шоба Е. В. Полиномиальный метод синтеза: стабилизация перевёрнутого маятника//Сб. науч. тр. НГТУ. 2012. — № 2(68). — С. 15−30.
- Шоба Е.В. Стабилизация положения кабины лифта. Расчёт регулятора // Сб. науч. тр.-НГТУ.-2012.-№ 3(69).-С. 135−142.
- Шоба Е.В. Расчёт двухканального регулятора для стабилизации положения кабины лифта с учётом жёсткости каната и двумя управляющими воздействиями // Сб. науч. тр. НГТУ. 2012. — № 4(70). — С. 3−10.
- Шоба E.B. Расчёт многоканального регулятора для поддержания заданной температуры в камере полимерной покраски // Сб. науч. тр. НГТУ. 2012. -№ 4(70). -С. 11−20.
- Гайдук А.Р., Беляев В. Е., Пьявченко Т. А. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в MATLAB II Учеб. пособие. 2-е изд., испр. СПб.: Изд-во «Лань», 2011. -464 с.
- Воевода A.A., Вороной В. В., Шоба Е. В. Синтез регулятора для системы «Перевёрнутый маятник тележка» // Научн. вестник НГТУ. — 2012. — № 4(49). -С. 161−165.