Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ БПЛА В УСЛОВИЯХ ВЕТРОВЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ С ВХОДНЫМИ ОГРАНИЧЕНИЯМИ
Г. Е. Веселов, Ингабире Алин2020-07-20Аннотация ▼Рассматривается применение методов синергетической теории управления (СТУ) к про-
блеме синтеза системы управления беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) в условиях
действия ветровых возмущений. Основной задачей исследования является разработка синерги-
ческого метода синтеза нелинейных систем управления БПЛА с жёстким крылом, гаранти-
рующих асимптотическую устойчивость замкнутых систем при движении по заданной тра-
ектории, устойчивость и адаптивность при значительной нелинейности математических
моделей управления БПЛА с жёстким крылом в условиях влияния ветровых возмущений. Кроме
того, важной задачей при синтезе систем управления различными объектами, в том числе и
БПЛА, является учёт ограничений на переменные состояния объекта управления, которые
могут обуславливаться как требованиями к энергоэффективности и безопасности систем,
так и другими ограничениями и требованиями, накладываемые на эти координаты. В статье
предлагается процедура синтеза нелинейных векторных систем управления БПЛА с жёстким
крылом методами СТУ, обеспечивающих инвариантность к действию внешних неизмеряемых
возмущающих воздействий, выполнение заданных технологических целей управления, асимпто-
тическую устойчивость замкнутой системы, а также учёт введенных ограничений на внут-
ренние координаты БПЛА. Предлагаемая в статье процедура синергетического синтеза век-
торных нелинейных систем управления БПЛА с жёстким крылом гарантирует эффективное
использование такого типа БПЛА в решении различного рода задач, в том числе и при функцио-
нировании таких БПЛА в качестве элементов группы автономных объектов, решающих задан-
ную групповую технологическую задачу. Эффективность предлагаемого подхода к синергети-
ческому синтезу стратегий управления подтверждается результатами компьютерного моде-
лирования синтезированной нелинейной векторной системы управления БПЛА с жёстким кры-
лом. Предлагаемый метод синергетического синтеза системы управления БПЛА с жёстким
крылом, может быть применён для разработки перспективных имитационных пилотажно-
навигационных комплексов, моделирующих поведение БПЛА в условиях присутствия ветровых
возмущений и послужить основой для улучшения лётно-технических характеристик БПЛА. -
АЛГОРИТМ ВЫБОРА МЕТОДА ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВЫМ ДВОЙНИКОМ ПРЕДПРИЯТИЯ
С.Н. Масаев2021-08-11Аннотация ▼Возрастает объем обрабатываемой информации при анализе и управлении деятельно-
стью предприятия как системы. Объем обрабатываемой информации напрямую зависит от
размерности этой системы. В работе деятельность предприятия формализуется как цифро-
вой двойник предприятия. Цифровой двойник предприятия анализируется как динамическая
система. Выполнена идентификация предприятия как динамическая система. Цифровой двой-
ник предприятия формализован как балансовая модель В. Леонтьева. Создан алгоритм опти-
мального управления цифровым двойником предприятия. В качестве параметров оптимального
управления рассмотрены функции: траектория системы, время выполнение алгоритма и пока-
затель состояния системы. В алгоритме для управления предприятием использованы методы:
таксономия Блума, компетенции выпускников по специальностям СФУ и Национальные квали-
фикационные рамки РФ. Идентификация процессов предприятия выполнена способом, на ко-
торый получен патент. Алгоритм выполнен в авторском комплексе программ для анализа сис-
темы размерностью 1,2 млн. значений. Исследование показало существенные изменения значе-
ний функций оптимального управления, характеризующих состояния динамического объекта в
зависимости от выбранных методик. Расчеты показали, как влияет выбор методики управле-
ния на оптимальность решений. Отображено состояние предприятия через компетенции пер-
сонала: психомоторные, когнитивные и аффективные. Установлено, что при низких когнитив-
ных и аффективных способностях персонала начинает преобладать психомоторная деятель-
ность, мало приводящая к результату. С ростом когнитивных способностей персонала психо-
моторная деятельность становится более адекватной на внутренние задачи и влияние пара-
метров внешней среды. Через интегральный показатель выполнена оценка внедрения методик в
управление предприятием. Выполнена оценка оптимальности решения управления цифровым
двойником предприятия как динамической системой. -
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АСТАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ «ЛЕТАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМОЙ»
О.Ю. Воронков2021-08-11Аннотация ▼Работа посвящена синергетическому синтезу астатического гарантирующего регу-
лятора для иерархической системы управления летательным аппаратом. Статья содер-
жит общее описание вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платформа» и
астатического гарантирующего регулятора на основе интеграторов. Астатический регу-
лятор должен обеспечить асимптотическую устойчивость замкнутой системы, выполне-
ние технологических инвариантов, оценку неизмеряемых внешних воздействий по текущим
значениям измеряемых координат состояния и парирование кусочно-постоянных внешнихвозмущений (например, ветровых), приводящих к случайным изменениям высоты полёта,
углов тангажа и крена. Также в статье приведена расширенная математическая модель
«летающей платформы» в режиме вертикального движения в условиях внешних кусочно-
постоянных возмущающих воздействий, включающая уравнения оценок возмущений, и на
основе заданных технологических инвариантов синтезированы алгоритмы управления
верхнего уровня иерархии. Кроме этого, приведены уравнения интеграторов, которые обя-
заны входить в состав астатического регулятора и связаны с уравнениями оценок возму-
щающих воздействий. В рамках синергетической теории управления интеграторы не при-
водят к ухудшению устойчивости замкнутой системы, потому что метод аналитическо-
го конструирования агрегированных регуляторов гарантирует асимптотическую устой-
чивость динамической системы. Наконец, показаны результаты компьютерного модели-
рования нелинейной динамики верхнего и нижнего уровней иерархии в условиях возмущённо-
го движения с парированием внешних возмущений интеграторами астатического регуля-
тора, а также результаты компьютерного моделирования нелинейной динамики аппара-
та в условиях возмущённого движения без этого регулятора для возможности наглядной
оценки качества работы регулятора путём сравнения. Актуальность работы состоит в
необходимости создания вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платфор-
ма» для повышения эффективности спасения людей из зон бедствий, где вертолёты и дру-
гие современные средства не справляются с задачами. Научная новизна работы заключена
в применении синергетических подходов к разработке системы балансировки пространст-
венного положения аппарата, оснащённой астатическим гарантирующим регулятором
для парирования возмущающих воздействий. -
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НАБЛЮДАТЕЛЯ ВОЗМУЩЕНИЙ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ «ЛЕТАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМОЙ»
О.Ю. Воронков2020-10-11Аннотация ▼Работа посвящена синергетическому синтезу асимптотического наблюдателя гар-
монических возмущений для иерархической системы управления летательным аппаратом.
Статья содержит общее описание вертикально взлетающего аппарата типа «летающая
платформа» и асимптотического наблюдателя внешних возмущающих воздействий (на-
пример, ветровых), изменяющихся по гармоническому закону и приводящих к периодиче-
ским изменениям высоты полёта, а также углов тангажа и крена. Асимптотический на-
блюдатель должен обеспечить асимптотическую устойчивость замкнутой системы, вы-
полнение технологических инвариантов, оценку ненаблюдаемых внешних воздействий по
текущим значениям наблюдаемых координат состояния и поглощение гармонических вет-
ровых возмущений. Также в статье приведена расширенная математическая модель «ле-
тающей платформы» в режиме вертикального движения в условиях внешних гармониче-
ских возмущающих воздействий, включающая математическое описание динамики возму-
щений, и на основе заданных технологических инвариантов синтезированы алгоритмы
управления верхнего уровня иерархии. Кроме этого, проведён расчёт уравнений асимпто-
тического наблюдателя возмущающих воздействий, которыми дополняется математиче-
ская модель «летающей платформы» в условиях возмущённого движения, и уравнений для
асимптотических оценок ненаблюдаемых переменных, в дальнейшем включаемых в законы
управления верхнего уровня иерархии. Возможность синтеза наблюдателя возмущений
проверена с помощью критерия наблюдаемости. Наконец, показаны результаты компью-
терного моделирования нелинейной динамики верхнего и нижнего уровней иерархии в усло-
виях возмущённого движения с подавлением внешних возмущений асимптотическим на-
блюдателем, а также результаты компьютерного моделирования нелинейной динамики
аппарата в условиях возмущённого движения без асимптотического наблюдателя для воз-
можности наглядной оценки качества работы наблюдателя путём сравнения. Актуаль-
ность работы состоит в необходимости создания вертикально взлетающего аппарата
типа «летающая платформа» для повышения эффективности спасения людей из зон бед-
ствий, где вертолёты и другие современные средства не справляются с задачами. Научная
новизна работы заключена в применении синергетических подходов к разработке системы
балансировки пространственного положения аппарата, оснащённой асимптотическим
наблюдателем для подавления возмущающих воздействий. -
СИНТЕЗ СИНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РАЗРЫВНОГО УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ ПОДВЕСКОЙ АВТОМОБИЛЯ
А. С. Синицын2020-07-20Аннотация ▼Рассматривается проблема проектирования активных систем подвески транспортных
средств, в которых исполнительный механизм (ИМ) не является идеальным и подвержен влия-
нию гистерезиса и мертвой зоны. Целью данной работы является синтез системы управления,
позволяющей уменьшить влияние гистерезиса и мертвой зоны на эффективность работы сис-
темы адаптивной подвески. Параметры системы подобные гистерезису требуют значитель-
ных усилий для их идентификации и более того могут в широких пределах изменяться на про-
тяжении жизненного цикла системы. Таким образом учесть гистерезис при синтезе системы
управления является весьма трудной задачей, равно как и построение наблюдателей. Решением
данной проблемы может быть применение систем разрывного управления, которые в извест-
ной мере являются робастными к параметрических и структурным изменениям в объекте
управления. Существующие подходы к синтезу систем разрывного управления опираются на
линейную или линеаризованную модель объекта управления. Таким образом эффективность
подобного рода систем может существенно отличаться при работе регулятора в составе
реального, нелинейного объекта управления. Предлагаемая система разрывного управления
позволяет снизить чувствительность системы к возмущениям, обусловленным неидеально-
стью ИМ, а так-же учитывает нелинейную структуру объекта управления. Эффективность
замкнутой системы исследована на динамической модели построенной при помощи пакета
Simulink. Предлагаемая система разрывного управления сравнивается с адаптивным синерге-
тическим регулятором. В качестве возмущающего воздействия выбрано дорожное покрытие
класса C по классификации ISO 8608. Для оценки эффективности предлагаемой системы оцени-
ваются следующие параметры: взвешенной ускорение подрессоренной массы; относительное
перемещение амортизатора и сила реакции шины. Для каждого параметра определяется сред-
неквадратическое и максимальное значение. Результаты численного моделирования позволяют
сделать вывод что применение систем разрывного управления позволяет улучшить следующие
показатели эффективности адаптивной подвески: более чем в два раза уменьшить максималь-
ное значение взвешенного ускорения подрессоренной массы и более чем на 20 % уменьшить мак-
симальную нагрузку на шину.
1 - 5 из 5 результатов
