Введение к работе
Актуальность проблемы. Быстрое развитие науки и техники и сложность решаемых научно-технических задач требует создания новых методов, алгоритмов и программ, позволявших с наименьшими затратами проводить исследование и решать задачи проектирования '.-ложных динамических систем.
Существующие традиционные методы исследования ОАУ подчас тлеют особенности, которые могут ограничивать их применение для исследования и проектирования САУ высокого порядка по единым методикам.
Поэтому, несмотря на существование универсальных программных пакетов, разработка методов автоматизированного синтеза, анализа и оценки эффективности функционирования САУ, основанных на едином математическом подходе к их решению, является актуальной задачей теории и техники автоматического управления.
Цель работы заключается в разработке методов автоматизированного синтеза и оценки эффективности функционирования- ОАУ, имеющих единую математическую основу решения, а такне" в разработке метода анализа, позволяющего устанавливать непосредственную зависимость вида процессов в системе и параметров втой системы, что позволяет в явном виде учитывать влияние отдельных компонент решения на динамику САУ.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
разработка метода синтеза, позволяющего наряду с определением параметров САУ, обеспечивающих заданные показатели качества, проектировать САУ с регулятором, параметры которого находятся на нижнем пределе допустимых значений, определяемых из условий их технической реализуемости;
разработка метода решения задачи анализа, позволяющего в численно-аналитическом виде получать выражение переходного процесса в системе высокого порядка;
разработка методики оценки функционирования САУ о приоритетом отдельных показателей, а также сведение обобщенных показателей в единый индекс эффективности функционирования САУ;
синтез регулятора системы торможения колесами тяжелого са-
4'
молета, повктируемого по аадаїшю авиационной промишлеішости корпорацией "Рубин", а также оценка его функционирования.
Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались фундаментальные положения теории автоматического управления, прямые методы решения вариационных задач, методы нелинейного программирования. В качестве математической основы был использован принцип пропорциональности, который состоит в том, что при распределении некоторой величины относительно системы базисных ковффициентов определенная функция (которая в работе принимается за целевую) достигает своего экстремума. Применение указанного принципа позволяет при решении ряда задач исследования САУ синтезировать регуляторы, параметры которого находятся на никнем пределе диапозона допустимых значений их вариации, а также формализовать процесс оценки качества их фуішционирования для систем любого иерархического уровня.
Теоретические результаты, полученные в работе, подтверждаются решением ряда технических задач выполненных по заказу авиационной промышленности.
Научная новизна. Основные научные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:
.- предложен метод параметрического синтеза по заданным показателям качества линейных непрерывных САУ, математическую основу которого составляет принцип пропорционального распределения невязки, позволяющий проектировать САУ с регулятором, параметры которого находятся на никнем пределе допустимых значений, определяемых из условий их технической реализуемости;
предложен метод анализа, позволяющий в явном виде учитывать влияние отдельных компонент решения на динамику САУ;
предложена методика оценки эффективности функционирования САУ, математическую основу которой составляет принцип пропорционального распределения.
Практическая ценность и реализация в промышленности. Предложенные в работе методы являются теоретической основой разработанных уішфицированшх алгоритмов и программ синтеза, анализа и оценки эффективности САУ, которые могут быть использованы в качестве прикладного программного обеспечения для задач проектирования и исследования САУ.
5 .
. Полученные результати использованы в научно- исследовательских работах, выполняемых на кафедре " Управление к информатика в техничесісих системах" Санкт-Петербургской государст-ветгай академии аэрокосмичвского приборостроения (СПб ГААП), в том числе по заказу АООТ "Авиационная корпорация "Рубин"" . Положения диссертационной работа, выносимые на защиту:
метод параметрического синтеза по заданным показателям качества линейных непрерывных САУ;
численно-аналитический метод анализа САУ;
методика оценки эффективности функционирования САУ.
Апробация работы. Отдельные этапы работы докладывались и обсуждались на 1 Всесоюзной научно-технической конференции "Создание и внедрение систем автоматического управления технологическими процессами" (Днепропетровск,1988 г.), а' также на XXXVII, XXXVIII научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МАП (Ленинград, 1987,1989 гг.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 16 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Работа без Списка использованных источников и приложений излокена на 135 страницах мапптописного текста и содержит 15 рисунков, занимающих 13 страниц. Список использованных источников включает 182 наименования и занимает 18 страниц. Приложения к диссертации изложены на 7 страницах и содержат 1 рисунок, занимающий 1 страницу. Общий объем работы 174- страницы.
