Векторно-матричні моделі керуючих пристроїв багатовимірних систем управління - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” УДК 681.5.013 Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук ВЕКТОРНО-МАТРИЧНІ МОДЕЛІ КЕРУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ БАГАТОВИМІРНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ спеціальність 05.13.03 - системи та процеси керування Писаренко Андрій Володимирович Київ - 2011 Дисертацією є рукопис. Науковий керівниккандидат технічних наук, доцент Репнікова Наталія Борисівна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», доцент кафедри автоматики і управління в технічних системах Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор Михайленко Віктор Мефодійович, Київський Національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри прикладної математики доктор технічних наук, професор Ткачук Микола Вячеславович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, професор кафедри автоматизованих систем управління Захист відбудеться 16 травня 2011 р. о 15.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.03 в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут», за адресою: 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37, корпус №35, ауд. Автоматичні системи повинні вдосконалюватись з урахуванням складності об’єктів управління, вимог високої ефективності виробництва та якості продукції, а це, в свою чергу, диктує необхідність створення нових принципів та методів проектування систем автоматичного управління. Незважаючи на значні досягнення теорії управління, дотепер залишаються недостатньо розробленими питання отримання точних рішень задач синтезу багатовимірних САУ, проектування багатозв’язних систем управління з врахуванням необхідного розміщення полюсів системи, конструювання багатовимірних систем з еталонною динамікою з урахуванням нових технічних елементів та пристроїв з новими властивостями та характеристиками. Метою дисертаційної роботи є синтез керуючих пристроїв (КП) систем автоматичного управління багатовимірними об’єктами, що забезпечують високу точність та задані динамічні характеристики. В роботі поставлені та розв’язані наступні задачі: аналіз методів синтезу систем автоматичного управління багатовимірними об’єктами; виведення аналітичних виразів для структури та параметрів керуючих пристроїв багатовимірної системи управління з заданими показниками якості, для класів безперервних та цифрових систем; розробка методу mLIST для синтезу векторно-матричних моделей (ВММ) керуючих пристроїв багатовимірних систем управління з заданими показниками якості, для класів безперервних та дискретних (цифрових) систем; розробка моделей керуючих пристроїв багатовимірних систем управління в пакеті MATLAB; дослідження застосування сформульованого методу mLIST для синтезу векторно-матричних моделей керуючих пристроїв багатовимірних систем управління зі збурювальними випадковими процесами; вибір засобів та мови прототипування для розробки прототипів керуючих пристроїв багатовимірних систем; розробка спеціалізованого інструментального засобу MATLAB/Simulink, для автоматизованого генерування програмного коду функціонування керуючих пристроїв; дослідження заданих динамічних характеристик та точності багатовимірних систем із застосуванням методології сумісного моделювання; оцінка ступеню складності реалізації КП; розробка методики синтезу ВММ КП із реалізацією у вигляді прототипу на базі ПЛІС. Теорія матриць та апарат лінійної алгебри використовувалися під час розробки аналітичних виразів для структури та параметрів керуючого пристрою. Наукова новизна визначається наступними положеннями: вперше запропоновані аналітичні вирази для математичної моделі допоміжної структури на основі методу простору стану, що дозволяє виключити вплив перехресних зв’язків у багатовимірних системах; розроблено метод багатовимірної лінійної структуризації (multidimensional linear structuring - mLIST ), що дозволяє синтезувати керуючі пристрої багатовимірних систем з невимірюваним вектором станів, та відрізняється можливістю застосування для безперервних та дискретних моделей об’єктів з недетермінованими процесами; вперше запропонована форма канонічного представлення векторно-матричних моделей багатовимірних систем з нерегулярними матрицями управління та вимірювань виходу, що гарантує виключення впливу перехресних зв’язків у багатовимірних об’єктах; дістала подальшого розвитку технологія швидкого створення прототипів керуючих пристроїв, яка дозволяє, ще до виготовлення дослідного зразка (партії), виявити недоліки функціонування пристрою або невідповідності системи вимогам технічного завдання, що призводить до зменшення часу та витрат на випуск електронних керуючих пристроїв. Результати також доповідалися на наукових семінарах кафедри автоматики та управління в технічних системах НТУУ “КПІ” та інституту прикладного системного аналізу НТУУ КПІ. Публікації.