Автореферат (1149365)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиСМИРНОВА Мария АлександровнаДИНАМИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯМНОГОЦЕЛЕВЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ05.13.01 – системный анализ, управление и обработка информации(по прикладной математике и процессам управления)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2015Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет».Научный руководитель:доктор физико-математических наук,профессор Веремей Евгений ИгоревичОфициальные оппоненты: доктор физико-математических наук,доцент Провоторов Вячеслав Васильевич,профессор кафедры уравнений в частныхпроизводныхитеориивероятностейФедеральное государственное бюджетноеобразовательноеучреждениевысшегопрофессиональногообразования«Воронежский государственный университет»кандидат технических наук,Дурновцева Светлана Александровна, научныйсотрудникФилиалаКорпорации«ЛГЭлектроникс Инк.» Санкт-Петербург.Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетноеучреждениенаукиИнститутпроблемтранспорта им.

Н.С. Соломенко РоссийскойАкадемии Наук, г. Санкт-Петербург.Защита состоится «____» __________ 2015 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.232.50 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский пр., д. 35,ауд. 327.Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский пр., д.

35,ученому секретарю диссертационного совета Д 212.232.50 Г.И. Курбатовой.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М.Горького Санкт-Петербургского государственного университета по адресу:199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9. Автореферат идиссертация размещены на сайте www.spbu.ru.Автореферат разослан "____"________________ 2015 г.Ученый секретарь диссертационного советад-р физ.-мат. наук, проф.Г. И.

Курбатова2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. В современном мире развитие компьютерныхтехнологий и средств вычислительной техники происходит исключительнобыстрыми темпами. В частности, в настоящее время они используютсяпрактически для любого обитаемого подвижного объекта в составе егосистемы автоматического управления. Такие системы, являющиеся неотъемлемой частью комплексов бортового оборудования, имеют ряд существенных преимуществ по отношению к системам ручного управления.

Сюдаотносятся скорость обработки данных, полнота учитываемых факторов,точность реализации желаемых движений, выбор оптимальных параметровнастройки и т.д.Как правило, системы управления движением функционируют в различных динамических режимах, определяемых конкретным заданием командных сигналов и внешних возмущений, влияющих на подвижный объект. Для каждого из таких режимов на стадии проектирования системыформируется комплекс ограничений и требований, которые должны обязательно выполняться в процессе движения. Чаще всего указанные требования носят противоречивый характер ввиду существенного различия особенностей динамики режимов движения.

В связи с этим необходимо постоянно совершенствовать существующие подходы к моделированию, исследованию и проектированию систем управления, повышая их функциональную эффективность.Основы математической теории синтеза законов автоматическогоуправления динамическими объектами описаны в трудах В.

И. Зубова,А.М. Летова, Н. Н. Красовского, А.А. Воронова, В.В. Солодовникова, Я.З.Цыпкина, Р. Калмана, Н. Винера и других видных ученых.В работах В. И. Зубова, Ю. А. Лукомского, В. М. Корчанова,Ю. П. Петрова, А. Е. Пелевина, М. Бланке, Т. Фоссена, Т. Переца и многихдругих исследователей обсуждаются всевозможные аспекты примененияэтой теории к управлению различными подвижными объектами (летательными аппаратами, мобильными роботами, роботами-манипуляторами,морскими судами и др.).До настоящего времени остается исключительно широкий спектр вопросов, требующих дополнительного исследования на формализованномматематическом уровне.

Это обстоятельство объясняется, с одной стороны,постоянно усиливающимися требованиями к качеству процессов управления движением, а с другой – лавинообразным нарастанием возможностейбортовой вычислительной техники, используемой в составе систем управ-3ления. В частности, требуют особого рассмотрения задачи применениямногоцелевых структур для управления нелинейными объектами в их движении по заданным траекториям и в процессах динамического позиционирования с обеспечением нулевой статической ошибки при воздействии постоянных внешних возмущений.Указанные обстоятельства определяют актуальность темы диссертации, связанной с созданием и развитием соответствующих специализированных математических методов синтеза законов управления подвижнымиобъектами, допускающих программную реализацию с учетом ограниченных возможностей бортовых вычислительных средств.Целью диссертационной работы является проведение исследований,направленных на развитие математических методов решения задач синтезамногоцелевых законов управления подвижными объектами с линейными инелинейными математическими моделями, обеспечивающих отработку заданных командных сигналов и астатизм по регулируемым координатампри воздействии постоянных внешних возмущений.Основное внимание в работе уделяется следующим направлениям исследований: рассмотрение общих особенностей синтеза многоцелевого управления подвижными объектами; формирование общего подхода к выбору корректирующих элементов для многоцелевых законов управления движением под действием постоянных внешних возмущений; развитие методов астатической коррекции стабилизирующих законов управления; разработка методов синтеза многоцелевых законов управлениядвижением по заданной траектории; решение задачи синтеза нелинейных астатических законовдинамического позиционирования; исследование вопросов астатической коррекции цифровых законовуправления; рассмотрение практических задач управления подвижными объектами для подтверждения применимости и эффективности разработанныхметодов.Методы исследований.

Для решения рассматриваемых в диссертациизадач используются современные и классические методы анализа и синтезасистем управления динамическими объектами. Формирование и исследование синтезируемых законов управления осуществляется с использованием аналитического и вычислительного аппарата математического анализа,высшей алгебры, теории обыкновенных дифференциальных уравнений.4Научная новизна результатов диссертационного исследования определяется разработкой новых методов синтеза законов многоцелевого управления подвижными объектами для обеспечения желаемого качества движения замкнутой системы. Особое внимание уделено развитию методовформирования законов управления движением по заданной траектории иметодам решения нелинейной задачи динамического позиционирования спомощью многоцелевых законов управления, обеспечивающих астатизмзамкнутой системы.Практическая ценность работы состоит в том, что полученные методы исходно ориентированы на решение содержательных задач с учетомвозможностей непосредственного применения синтезируемых законовуправления в режиме реального времени.

Особую значимость имеет относительная вычислительная простота разработанных методов, что позволяетповысить эффективность решения практических задач синтеза многоцелевых законов управления.Работоспособность и эффективность предложенного подхода подтверждается конкретными примерами синтеза многоцелевых законов управления для различных подвижных объектов.Апробация работы. Результаты данного диссертационного исследования докладывались на: 13-й международной конференции «Humans andComputers» (Аизу-Вакаматсу, Япония, 2010), 41-й международной научнойконференции аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость» (Санкт-Петербург, 2010), 42-й международной научной конференции аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость»(Санкт-Петербург, 2011), VII международной научно-практической конференции «Современные информационные технологии и ИТ-образование»(Москва, 2012), XV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением» (Санкт-Петербург, 2013), VIII международной научнопрактической конференции «Современные информационные технологии иИТ-образование» (Москва, 2013), 44-й международной научной конференции аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость»(Санкт-Петербург, 2013), 18-й международной конференции «Methods andModels in Automation and Robotics» (Медзиздроже, Польша, 2013), XXIVмеждународной конференции «Information, Communication and AutomationTechnologies» (Сараево, Босния и Герцеговина, 2013), международной конференции «The International MultiConference of Engineers and Computer Scientists» (Гонконг, 2014), 45-й международной научной конференции аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость» (СанктПетербург, 2014), а также на семинарах кафедры компьютерных техноло5гий и систем СПбГУ.Публикации.

Основное содержание диссертации отражено в 17 печатных работах, пять из которых опубликованы в журналах, входящих в Перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ.Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трехглав, заключения и списка литературы, включающего 111 наименований.Объем составляет 108 страниц машинописного текста, работа содержит 31рисунок.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении осуществляется общий обзор рассматриваемых в диссертационной работе задач, проводится краткий анализ опубликованных научных работ по теме исследования.Первая глава посвящена основным проблемам построения системмногоцелевого управления движением подвижных объектов. Сформулированы базовые задачи управления нелинейными подвижными объектами, иописан многоцелевой подход к синтезу стабилизирующих обратных связей(регуляторов).В первом параграфе вводятся в рассмотрение математические моделиобъектов управления и синтезируемых обратных связей, используемых длярешения исследуемых в диссертационной работе задач.Центральное внимание во втором параграфе уделяется описанию многоцелевых законов управления с варьируемой структурой, используемыхпри формировании обратных связей.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации