Аннотации статей журнала "Мехатроника, автоматизация, управление" №10, 2011

Н. И. Сельвесюк, д-р техн. наук, начальник кафедры, selvesyuk@yandex.ru, А. А. Титов, адъюнкт, Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина, г. Москва

Аналитический синтез регуляторов заданной точности для подавления ограниченных в L_inf-норме внешних возмущений*

Предложен подход, позволяющий получить все множество статических регуляторов в обратной связи, обеспечивающих заданную точность управления регулируемыми параметрами в многосвязной системе управления при действии произвольных внешних возмущений ограниченной интенсивности. Для описания множества регуляторов используются результаты аналитического решения матричных уравнений на основе канонизации матриц и параметризации уравнения Ляпунова. Условия разрешимости задачи синтеза представляются в виде линейных матричных неравенств для удобства их численного решения. Приведен методический пример.

Ключевые слова: линейный регулятор, ограниченные возмущения, линейное матричное неравенство, канонизация матриц

Стр. 2 – 7

* Работа выполнена при поддержке Гранта Президента РФ № МД-1248.2011.8.

Selvesyuk N. I., Titov A. A. The Analytical Synthesis of Desired Accuracy Regulators for Reduction of L_inf-Norm Limited External Disturbances

In article the approach for synthesis of all set feedback static regulators is proposed, which provide desired accuracy control of controlled parameters in MIMO system in case influence of unstructured limited external disturbances. For described of all set regulators the results of linear matrix equations analytical solving based on matrix canonization and Lyapunov equation parameterization are used. Solubility conditions of synthesis task are presented as linear matrix inequalities for numeric solving facility. The methodical example is presented.
Keywords: linear regulator, limited disturbances, linear matrix inequalities, matrix canonization

Содержание

А. Б. Филимонов¹, д-р техн. наук, проф., гл. научн. сотр., Н. Б. Филимонов²,
д-р техн. наук, проф., гл. научн. сотр., nbfilimonov@mail.ru,
¹Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН,
²Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН

О проблеме неробастности спектра в задачах модального управления

Описывается и анализируется эффект неробастной локализации корней алгебраических многочленов. Исследуется проблема неробастности решений задач модального управления по отношению к параметрическим возмущениям в динамике объекта. Изучаются механизмы неробастности спектров систем регулирования с модальной обратной связью. Приводятся модельные примеры.
Ключевые слова: модальное управление, параметрические возмущения спектра, модальная обратная связь, проблема спектральной неробастности решений

Стр. 8 – 13

Filimonov A. B., Filimonov N. B. Concerning the Problem of Nonrobust of Spectrum in Tasks of Modal Control
The effect of nonrobust localization of roots of algebraic multinomials is described and analyzed. The problem non-robust of solution of tasks of modal control in relation to parametric disturbances in dynamic of object is investigated. Mechanisms of nonrobust of spectrum of regulation systems with modal feedback are studied. The model examples are reduced.
Keywords: modal control, parametrical disturbances of a spectrum, a modal feedback, a problem of spectral non-robust solution

Содержание

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
(К юбилею кафедры "Системы автоматического управления" Тульского государственного университета)

О. В. Горячев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой

Стр. 14 – 15

Содержание

О. В. Горячев, д-р техн. наук, проф., info@sau.tsu.tula.ru, С. В. Минчук, аспирант, minchuk@programist.ru, Тульский государственный университет

Система математических моделей вентильного двигателя, основанная на численном расчете магнитостатического поля

Рассмотрена методика формирования системы математических моделей вентильного двигателя, предназначенной для анализа и синтеза электропривода, работающего в неноминальных — форсированных — режимах. В качестве базовой используется нелинейная модель, основанная на численном расчете магнитостатического поля методом конечных элементов. Приводится методика идентификации параметров моделей низшего иерархического уровня.

Ключевые слова: вентильный двигатель, форсированный режим работы, метод конечных элементов, магнитостатическое поле, идентификация параметров

Стр. 16 – 20

Goriachev O. V., Minchuk S. V. Mathematical Models System of Switch Motor Based on a Numerical Calculation of the Magnetostatic Field
In article the method of forming the mathematical models system of switch motor that is used for the analysis and the synthesis electric drive operating in nenominalny mode is described. As the base the nonlinear model established on numerical calculation of a magnetostatic field by a method of final elements is used. The technique of identifying the parameters of models of lower hierarchical level is adduced.
Keywords: switch motor, forced operation mode, finite element method, the magnetostatic field, parameter identification

Содержание

Н. В. Фалдин, д-р техн. наук, проф.,
nvfaldin@yandex.ru, А. В. Моржов, канд. техн. наук, доц., morzhov@mail.ru, Тульский государственный университет

Теорема о числе переключений при управлении с помощью инерционных рулей*

Доказывается теорема о числе переключений оптимального по быстродействию управления, когда в системе имеются специальные рули, обладающие "инерцией". Теорема может быть весьма полезной синтезе оптимальных по быстродействию систем управления реальными техническими объектами.
Ключевые слова: инерционные рули, оптимальное по быстродействию управление, число переключений, теорема

Стр. 20 – 26

*Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 09-08-00332)

Faldin N. V., Morzhov A. V. The Theorem about Number of Switching for the Control Using Inertial Rudders

The theorem about number of switching of time-optimal control for a system with special "inertial" rudders is proved. This theorem can be very useful for the synthesis of time-optimal control systems for real technical objects.
Keywords: inertial rudders, time-optimal control, number of switching, theorem

Содержание

Н. Н. Макаров, д-р техн. наук, проф., В. Е. Семашкин, канд. техн. наук, info@sau.tsu.tula.ru, Тульский государственный университет

Метод предельных отклонений в сравнении с другими методами L_¥-оптимизации систем управления

Рассматривается задача L_¥-оптимизации систем управления. Приведен краткий обзор истории данной задачи и основные известные подходы к ее решению. Подробно разобран метод предельных отклонений и основные современные результаты, полученные в рамках данного метода.
Ключевые слова: оптимальные системы, точность, внешние воздействия, следящие системы, фильтрация.

Стр. 26 – 31

Makarov N. N., Semashkin V. E. Asymptotic Deviations Method in Comparison with Other Methods of L_¥-optimization of Control Systems
L_¥-optimization of control systems is considered. Brief history of this task and main methods of solution are given. Asymptotic deviations method and its main conclusions is considered in details.
Keywords: optimal systems, precision, external disturbance, tracing systems, filtering

Содержание

В. В. Воробьев, канд. техн. наук, доц., Н. Н. Макаров, д-р техн. наук, проф., А. А. Парамонова, аспирант, info@sau.tsu.tula.ru, Тульский государственный университет

Метод гарантированной точности для релейных следящих систем

Предлагается оптимизационный метод синтеза регулятора релейной следящей системы, работающей в скользящем режиме. Гарантированная точность (максимальная ошибка слежения на классе сигналов) и условия существования скользящего режима вычисляются методом предельных отклонений. Рассмотрен пример синтеза регулятора для электропривода.
Ключевые слова: метод оптимизации, синтез регулятора, релейная следящая система, скользящий режим, гарантированная точность, максимальная ошибка, предельное отклонение, класс сигналов, электропривод

Стр. 32 – 37

Vorobev V. V, Makarov N. N., Paramonova A. A. Method of Guaranteed Accuracy for Relay Follow-Up System
The regulator optimization method for relay follow-up system, which works in sliding mode, is offered. Guaranteed accuracy (maximum error of tracking on the class signal) and sliding mode existence conditions are computed by the instrumentality of marginal deviation method. One example of synthesis of regulator for electro-drive is considered.
Keywords: optimization method, regulator synthesis, relay follow-up system, sliding mode, guaranteed accuracy, maximum error, marginal deviation, signal class, electro-drive

Содержание

Н. В. Фалдин, д-p техн. наук, проф., С. В. Феофилов, д-р. техн. наук, проф.,
info@sau.tsu.tula.ru, Тульский государственный университет

Прикладные методы синтеза оптимальных по точности и быстродействию релейных следящих приводов

Предлагается методика синтеза и оптимизации релейных приводов одновременно по быстродействию и точности режима слежения. Применение разработанных теоретических методов иллюстрируется на примере силового следящего гидропривода.
Ключевые слова: следящий привод, оптимальное по быстродействию управление, точность слежения, релейный регулятор

Стр. 38 – 44

Faldin N. V., Feofilov S. V. Applied Synthesis Methods of Relay Automatic Drives Optimal on Accuracy and Speed
The synthesis and optimizations method of relay drives simultaneously on speed and accuracy is offered. Application of the developed theoretical methods is illustrated on an example of a power automatic hydrodrive.
Keywords: automatic drive, optimal control on speed, accuracy of tracking, a relay regulator

Содержание

В. А. Виттих, д-р техн. наук, проф., научный советник, vittikh@iccs.ru, Институт проблем управления сложными системами РАН, Самара

Когнитология развивающихся систем

В целях совершенствования процессов принятия решений и повышения эффективности использования персональных интеллектуальных ресурсов акторов, выполняющих познавательно-деятельностные функции, рассматривается когнитология (учение о познании) развивающихся систем, ключевую роль в которой играет понятие интерсубъективной теории. В интерсубъективной теории "фокусируются" субъективные знания, разделяемые всеми акторами, оказавшимися в общей для них проблемной ситуации. В отличие от классических научных теорий, носящих "вневременной" характер, интерсубъективные теории существуют в определенных временных рамках и предназначены для поддержки процессов принятия решений в реальном масштабе времени, т. е. в темпе развития проблемных ситуаций.
Ключевые слова: когнитология, развивающаяся система, интерсубъективная теория, самоорганизация, проблемная ситуация, актор, субъективное знание, суперпозиция субъекта и объекта, субъект—субъектные отношения

Vittikh V. A. Cognitive Science for Developing Systems
The paper substantiates the necessity to develop cognitive science for complex developing systems. The key role of intersubjective theories is shown, where subjective knowledge shared between actors (people participating in decision making and realization aimed to a settlement of a problem situation) focuses.
Keywords: cognitive science, developing system, intersubjective theory, self-organization, problem situation, actor, subjective knowledge.

Стр. 45 – 50

Содержание

В. Ф. Коpостелев, д-р техн. наук, проф., Засл. деятель науки РФ, зав. каф., А. Е. Большаков, магистрант, giess300@mail.ru, Владимирский государственный университет

Разработка нейросетевой модели процесса кристаллизации расплава под давлением

В качестве объекта автоматического управления рассмотрен процесс формирования свойств сложных по составу сплавов в условиях наложения давления. Для оценки влияния компонентов сплава на формирование свойств используется нейросетевая модель, входы которой представлены компонентами сплава, значениями технологических параметров, например, давления, температуры и др., а выходы — механическими свойствами. Способность сети к обучению и к решению задач, связанных с прогнозированием свойств, проиллюстрирована на опытных сплавах и на сплавах, взятых из литературных источников. Приведены данные для предварительной оценки степени взаимного влияния отдельных компонентов на изменение свойств. Разработанную модель предполагается использовать при выборе составов сплавов и при отработке режимов наложения давления, обеспечивающих формирование требуемого сочетания механических свойств сплавов.
Ключевые слова: алюминиевые сплавы, персептрон, механические свойства, обучающая выборка, диаграмма рассеяния, соответствие физических и расчетных данных

Стр. 50 – 55

Korosteljev V. F., Bolshakov A. E. Design of Neural Network Model of the Process of Crystallization of the Melt under Pressure
In the given work as an object of automatic control process of properties formation of complex & structure alloys in conditions of imposing of pressure is considered. For an estimation of interaction of components of an alloy on properties formation the neuron net model is used, which inputs are submitted by components of an alloy, by values of technological parameters, for example, in value of pressure, temperature, etc., and outputs — mechanical properties. Ability of a network to training and to the decision of the problems, connected to forecasting of properties, is illustrated on experimental alloys and on the alloys taken from references. Data of previously estimation of degree of mutual influence of separate components on change of properties are resulted. The developed model is supposed to use for a choice of structures of alloys and for development of modes of imposing of the pressure, providing formation of a required combination of mechanical properties of alloys.
Keywords: aluminium alloys, perceptron, mechanical properties, learning sample, the scattering and the compliance of actual and estimated data

Содержание

Ю. И. Еpеменко, д-р техн. наук, проф., Д. А. Полещенко, канд. техн. наук, доц., А. И. Глущенко, канд. техн. наук, старший преподаватель, strondutt@mail.ru, Старооскольский технологический институт (филиал) ФГОУ ВПО "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Синтез системы управления чашевым окомкователем с нейросетевой надстройкой и оценка ее эффективности относительно шаговой системы экстремального управления

Рассматривается синтез системы управления чашевым окомкователем, базирующейся на шаговом алгоритме поиска экстремума, с добавлением нейронной сети для обработки информации в целях коррекции режима работы экстремального регулятора для увеличения выхода годных окатышей. Приведены результаты моделирования и их сравнительный анализ для разработанных алгоритмов управления чашевым окомкователем.
Ключевые слова: экстремальное регулирование, нейронные сети, чашевый окомкователь

Стр. 56 – 61

Eremenko Y. I., Poleshenko D. A., Gluschenko A. I. Bowl Pelletizer Control System with the Neural Network Deck-house Synthesis and its Efficiency Estimation Relative to Step Extreme Control System
Synthesis of bowl pelletizer control system, based on step extremum search algorithm, is resulted. Addition of a neural network for information processing to this system for the purpose of an operating mode correction of an extreme regulator is offered. This addition will allow to increase an output of suitable pellets. Results of modelling and their comparative analysis for the developed bowl pelletizer control algorithms are resulted.
Keywords: extreme controlling, neural network, bowl pelletizer

Содержание

П. К. Лопатин, канд. техн. наук, доц., efa14@yandex.ru, Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, г. Красноярск

Планирование путей манипуляционного робота в неизвестной статической среде

Представлен алгоритм управления манипуляционным роботом (MР) в неизвестной статической среде в условиях, когда сенсорная система поставляет информацию о локальной окрестности текущей конфигурации MР. Предполагается, что окрестность имеет вид гиперкуба в пространстве конфигураций. Доказывается теорема, утверждающая, что при движении в соответствии с данным алгоритмом MР достигнет целевой конфигурации в среде с неизвестными препятствиями произвольного расположения, формы и числа за конечное число шагов.
Ключевые слова: робот, неизвестная среда, препятствия, планирование пути

Стр. 62 – 65

Lopatin P. K. Path Planning in an Unknown Static Environment for a Manipulating Robot
An algorithm for a manipulating robot (MR) control in an unknown environment is given for the conditions when sensor system supplies information about local neighborhood of a current configuration. It is supposed that the neighborhood has a shape of a hypercube in the configuration space. A theorem is proved stating that following the algorithm the MR will reach in a finite number of steps a target configuration in an environment with obstacles having arbitrary disposition, shape and quantity.
Keywords: robot, unknown environment, obstacles, path planning

Содержание

В. Е. Павловский, д-р физ.-мат. наук, проф., А. Н. Забегаев, аспирант, А. В. Калиниченко, аспирант, В. В. Павловский, ст. преподаватель, Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Объединенная система навигации мобильного pобота по маякам и видеооpиентиpам*

Построена модель адаптации фильтра Калмана для комбинирования данных с локальной и глобальной навигационных систем. Построена модель нелинейного фильтра, описаны возможности настройки и свойства адаптивности фильтра. Приведен алгоритм работы навигационной системы, построенной на этой модели. Предлагается система обнаружения и сопровождения видеомаркеров, которая может быть использована в качестве дополнительного источника данных в системах глобальной и локальной навигации мобильного робота, а также для обеспечения автоматического слежения роботом за каким-либо объектом. Распознавание маркеров выполняется на основе вычисления локальных дифференциальных инвариантов на изображении с последующим поиском межкадровых соответствий и вычислением проективного преобразования.
Ключевые слова: автоматическое слежение, видеомаркер, глобальная навигация, локальная навигация, распознавание маркеров, фильтр Калмана

Стр. 66 – 70

Pavlovskiy V. E., Zabegaev A. N., Kalinichenko A. V., Pavlovskiy V. V. Mobile Robot Navigation System Based on Beacons and Video-Markers
This paper defines a scheme of Kalman filter adaptation for data combination from local and global navigation systems. It also defines the model of nonlinear filter and describes the ability of the filter adjustment and adaptation correction. The paper contains the algorithm of the navigation system, based on the model. Videomarkers detection and tracing system is also described in the paper. This system could also be used as an additional information source for the global and local navigation system of the mobile robot and for the automatic tracing of some object by the robot. Markers recognition is based on the image local differential invariants calculating, the search of interframe matchings and the projective transformation adjustment.
Keywords: automatic tracing, global navigation, Kalman filter, local navigation, markers recognition, videomarkers

* Данная работа поддержана грантами РФФИ 10-07-00409 и 10-01-00160.

Содержание

Наверх