Аннотации статей журнала "Мехатроника, автоматизация, управление" №12, 2013

А. Б. Филимонов¹, д-р техн. наук, проф., Н. Б. Филимонов², д-р техн. наук, проф., nbfilimonov@mail.ru, ¹МГТУ МИPЭА,
²МГУ им. М. В. Ломоносова

Концепция модальной редукции моделей управляемых систем

Исследуются вопросы редукции моделей линейных стационарных управляемых систем на основе анализа их модальной структуры. Предлагаются методы редукции систем с разнотемповой структурой мод, основу которых составляют схемы спектральной декомпозиции системы и принцип отсечения быстро затухающих мод. Обсуждается связь исследуемых вопросов модальной редукции с проблемой робастного управления.
Ключевые слова: модели управляемых систем, принцип отсечения, спектральная декомпозиция, быстро затухающие моды, модальная редукция системы, робастность процессов управления

Стр. 2—8

Filimonov A. B., Filimonov N. B. The Conception of Modal Reduction of Models of Controlled Systems
The questions of the reduction of models of linear stationary controlled systems on the basis of the analysis of their modal structure are investigated. The methods of reductions of systems with difference-speed structure of modes are offered. Schemes of spectral decomposition of system and the principle of cutting-off of quickly damping modes make up the basis of these methods. The connection of being investigated questions of modal reduction with problem of robust control is discussed.

Keywords: models of controlled systems, the principle of cutting-off, spectral decomposition, quickly damping modes, modal reduction of systems, a robustness of control processes

Содержание

А. Ю. Александров¹, д-р физ.-мат. наук, зав. кафедрой, проф., alex43102006@yandex.ru, А. А. Косов², канд. физ.-мат.наук, вед. науч. coтp., aakosov@yandex.ru, А. В. Платонов¹, канд. физ.-мат. наук, доц., al-platon1@yandex.ru, С. С. Фадеев¹, аспирант,
sfdv@yandex.ru,
¹СПбГУ, г. Санкт-Петербург
²ИДСТУ СО PAH, г. Иркутск

Об устойчивости и стабилизации механических систем с переключениями силовых полей*

Изучаются механические системы, находящиеся под действием переключаемых диссипативных и потенциальных сил. Получены достаточные условия асимптотической устойчивости положения равновесия при любом режиме переключений. Рассмотрена задача стабилизации системы с переключающимися неконсервативными позиционными силами за счет специального выбора диссипативных и гироскопических сил. Найдены условия, накладываемые на законы переключения, обеспечивающие глобальную устойчивость в случаях, когда не удается построить общую функцию Ляпунова.
Ключевые слова: гибридные механические системы, устойчивость, стабилизация, функции Ляпунова

*Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 13-08-00948).

Стр. 9—16

Aleksandrov A. Yu., Kosov A. A., Platonov A. V., Fadeev S. S. On the Stability and Stabilization of Mechanical Systems with Switching of Force Fields
Mechanical systems with switched dissipative and potential forces are studied. Sufficient conditions under which the equilibrium position is asymptotically stable for any switching law are obtained. The problem of stabilization of a system with switched non-conservative positional forces by means of a special choice of dissipative and gyroscopic forces is considered. In the cases when we failed to construct a common Lyapunov function, the conditions on the switching laws are obtained providing the global asymptotic stability.
Keywords: hybrid mechanical systems, stability, stabilization, Lyapunov functions

Содержание

А. Ю. Переварюха, канд. техн. наук, науч. coтр., temp_elf@mail.ru, Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РAH

Исследование хаотической динамики гибридных систем в моделях нестабильных биологических процессов*

В ретроспективном обзоре подходов к моделированию сложных динамических процессов обсуждаются проблемы биологической интерпретации нелинейных эффектов, обнаруженных в вычислительных экспериментах. Фундаментальные свойства дискретных функциональных итераций заключают в себе ряд противоречий, возникающих при формировании управленческих решений и прогнозировании экологических последствий на основе компьютерных моделей. Многогранность явления хаотизации дополняется другими нелинейными эффектами и метаморфозами поведения, в частности, нами рассмотрен пример фрактализации границы областей притяжения аттракторов. На основе развиваемого метода реализации гибридных автоматов в вычислительной среде обоснован подход к применению мультистабильных динамических систем и его перспективность для прогнозирования возможности восстановления биоресурсов.
Ключевые слова: методы нелинейной динамики, моделирование популяционных процессов, биологическая интерпретация, гибридные автоматы

Стр. 16—22

*Работа поддержана грантом РФФИ № 13-07-00925.

Perevarjukha A. Yu. Computational Research of Dynamic Systems and Interpretation of Biological Models
In a retrospective analysis of approaches to the investigation of complex dynamical processes we discussed problems of biological interpretation of nonlinear effects, observed in the computational experiments. The fundamental properties of discrete functional iterations enclose the several contradictions that arise during the formation of management decisions and predicting environmental impacts based on the models. Versatility of the chaos phenomenon is complemented by other nonlinear effects and the metamorphosis of the behavior. We have considered an example of fractalization for boundary of domains of attraction. Based on the method developed by the application of hybrid automata was confirmed the importance of multistable dynamical systems for predicting possibility of restoring of fish populations.
Keywords: the methods of nonlinear dynamics, modeling of population processes, biological interpretation of nonlinear effects, hybrid automata

Содержание

М. А. Рылов, аспирант, Rulmike@mail.ru, МГТУ "МАМИ", А. Э. Софиев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, Институт инженеров экологии и химического машиностроения

Синтез виртуальных анализаторов нефтепродуктов на основе самоорганизующихся карт Кохонена

Описывается подход к синтезу виртуальных анализаторов (ВА) нефтепродуктов на основе самоорганизующихся карт Кохонена. Приведены результаты построения ВА октанового числа стабильного катализата на установке каталитического риформинга бензина. Выполнено сравнение полученных результатов и лабораторных данных.
Ключевые слова: самоорганизующиеся карты Кохонена, виртуальные анализаторы нефтепродуктов, каталитический риформинг, стабильный катализат, октановое число

Стр. 23—28

Rylov M. A., Sofiev A. E. Creation the Virtual Analyzers of Oil Product on the Basis of Kokhonen's Self-Organising
In article approach to creation of the virtual analyzers (VA) of oil product on the basis of Kokhonen's Self-Organising Maps is described. Results of simulation for octane number stable catalysate are given. Comparing of results of simulation and laboratory data is made.
Keywords: Kokhonen's Self-Organising Maps, virtual analyzers of oil product, catalytic reforming, stable catalysate, octane number

Содержание

Б. М. Бржозовский, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, bmbsar85@mail.ru, О. В. Захаров, д-р техн. наук, проф., zov17@mail.ru, Саратовский государственный технический университет

Модель контроля отклонений формы заготовок на шлифовальных станках с неподвижными опорами

Разработана модель контроля отклонений формы заготовок на шлифовальных станках с неподвижными опорами. Показана возможность применения модели для управления точностью обработки на основе результатов измерения.
Ключевые слова: контроль, отклонения формы заготовок, бесцентровое шлифование, наладка шлифовальных станков

Стр. 28—32

Brzhozovsky B. M., Zakharov O. V. Control Model of Deviations Shaped Workpieces on Grinding Machines with Fixed Supports
The model was developed of the control deviations shaped workpieces on grinding machines with fixed supports. Demonstrated the possibility of using the model for control precision machining based on the measurement results.
Keywords: control, the deviation form workpieces, centerless grinding, adjustment of grinding machines

Содержание

А. А. Коротков, мл. науч. сотр., korotkov_alexand@mail.ru, А. Б. Виноградов, д-р техн. наук, проф., vector@drive.ispu.ru, Ивановский госудаpственный энергетический университет имени В. И. Ленина

Новый алгоритм коммутации векторной ШИМ высоковольтного преобразователя частоты

Для векторного способа ШИМ высоковольтного каскадного преобразователя частоты разработана инвариантная к числу уровней методика синтеза алгоритма коммутации силовых ключей, основанная на законе "центрированной" ШИМ с минимизацией коммутационных потерь в IGBT-инверторах ячеек. Предложена методика равномерного распределения коммутационной нагрузки по ячейкам в фазах преобразователя. Выполнены комплексные исследования и получены результаты модельных и макетных испытаний 17-уровневого каскадного преобразователя в составе высоковольтного частотно-регулируемого привода, показывающие снижение потерь мощности в преобразователе с разработанными алгоритмами векторной ШИМ по сравнению с традиционным алгоритмом синусоидальной ШИМ.
Ключевые слова: каскадный преобразователь, высоковольтный частотно-регулируемый привод, векторное формирование ШИМ, коммутационные потери

Стр. 33—38

Korotkov A. A., Vinogradov A. B. New Space Vector PWM Switching Procedure for High Voltage Converter
Based on Space Vector Pulse-Weight Modulation (RWM) strategy of High Voltage multilevel Series Connected H-Bridge Voltage Source Converter (SCHB VSC), the invariant to number of levels switching sequences synthesis procedure was developed. The converter cells' switching load equal sharing algorithm within the phase is proposed. The comprehensive analysis is carried out, mathematical and physical modeling of 17-level SCHB VSC resulted the significant loss enhancement with the proposed Space Vector PWM algorithm in comparison with traditional Sinusoidal PWM strategy.
Keywords: series connected H-bridge voltage source converter high voltage variable-frequency electric drive, space vector pulse-weight modulation, switching loss

Содержание

А. И. Андриянов, канд. техн. наук, доц., ahaos@mail.ru, Н. М. Булохов, ассистент, Брянский государственный технический университет

Исследование нелинейной динамики замкнутых систем управления с составными преобразователями напряжения

Проведен сравнительный анализ нелинейных динамических свойств систем автоматического управления с составными преобразователями напряжения. Приводятся диаграммы размаха колебаний, выполнено сравнение размеров области конвергентности проектного режима для трех схем преобразователей. На основе полученной информации возможен научно обоснованный подход к выбору оптимальной силовой части преобразователя на этапе проектирования с учетом его нелинейных динамических свойств.
Ключевые слова: система автоматического управления, нелинейная динамика, бифуркация, динамический режим, преобразователь постоянного напряжения

Стр. 39—45

Andriyanov A. I., Bulokhov N. M. Research of Nonlinear Dynamics the Closed Loop Control Systems with Composite DC/DC Converters
The comparative analysis of nonlinear dynamic of systems of automatic control with composite DC/DC converters is considered. Diagram of fluctuations of output voltage are provided, and also comparison of the sizes of areas of convergence of a design mode for three schemes of converters is executed. On the basis of the acquired information scientific approach to a choice of optimum scheme of the converter at a design stage, are provided its nonlinear dynamic properties is possible.
Keywords: automatic control system, nonlinear dynamics, bifurcation, dynamic mode, DC/DC converter

Содержание

С. В. Манько, д-р техн. наук, проф., С. А. К. Диане, аспирант, cpd@mirea.ru, МГТУ MИРЭА

Перспективы создания и пути разработки автономного электромобиля для городских условий на основе комплексного применения интеллектуальных технологий управления*

Обсуждаются перспективы создания и пути разработки автономного электромобиля для городских условий, предлагаются модели и алгоритмы управления его движением на основе применения интеллектуальных технологий.
Ключевые слова: автономное транспортное средство, электромобиль, организация дорожного движения, интеллектуальная система управления движением, нечеткая логика

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.В37.21.0118.

Стр. 46—52

Manko S. V., Diane S. A. K. Perspectives of Creation and Pathways to Development of Autonomous Electric Cars for Urban Conditions Based on Complex Use of Intellectual Control Technologies
The paper considers perspectives of creation and pathways to development of autonomous electric cars for urban conditions. Models and algorithms for intellectual motion control based on fuzzy logic are presented.
Keywords: autonomous vehicle, electric car, traffic control, intellectual control system, fuzzy logic

Содержание

А. П. Алисейчик¹, аспирант, atooxa@gmail.com, И. А. Орлов¹, аспирант, orlovbel@gmail.com, В. Ю. Дейнего², зав. лабораторией, vadsush@mail.ru, В. Е. Павловский¹, д-р физ.-мат. наук, проф., vlpavl@mail.ru, А. К. Платонов¹, д-р физ.-мат. наук, проф., platonov@keldysh.ru,
¹ИПМ им. М. В. Келдышa PAH,
²ЗАО "ВHИИСтрoйдoрмaш"

Биомехатронный исследовательский комплекс для двигательной нейрореабилитации

Представлен комплекс для нейрореабилитации двигательного аппарата нижних конечностей человека и голеностопных суставов. Описана структура комплекса, детально описаны составляющие элементы — тренажеры стопы и голеностопа с прессурным воздействием на стопы, полукровать-вертикализатор, экзоскелет нижних конечностей для оперирования ими в случае потери их подвижности или для активных тренировок. Комплекс предназначен для выполнения лечебных действий с больными, потерявшими подвижность нижних конечностей, или для работы со спортсменами или космонавтами на этапах реабилитации. Комплекс создавался в рамках гранта РФФИ № 11-01-12060-офи-м-2011 в 2011—2012 гг.
Ключевые слова: биомехатроника, реабилитационно-исследовательский комплекс, двигательная нейрореабилитация, вертикализатор, экзоскелет, тренажер стопы, тренажер голеностопа, импульсное управление, электропривод, пневмопривод

Cтр. 53—58

Aliseichik A. P., Orlov I. A., Deynego V. Yu., Pavlovsky V. E., Platonov A. K. Biomechatronic Research Complex for Locomotor Neurorehabilitation
The complex for neurorehabilitation of the locomotor apparatus of the lower extremities of the person and ankle joints is presented. The complex structure is described, basic elements — foot and ankle training machines with pressing impact on feet, a bed-like verticalizer, on exoskeleton of the lower extremities for operating by them in case of loss of their mobility or for active trainings are in details described. The complex is intended for performance of medical actions with the patients who have lost mobility of the lower extremities, or for work with athletes or astronauts at rehabilitation stages. The complex was created within a grant of the Russian Fund for Basic Research No. 11-01-12060-ofi-m-2011 in 2011—2012.
Keywords: biomechatronics, rehabilitation and research complex, locomotor neurorehabilitation, verticalizer, exo-skeleton, foot training machine, ankle training machine, pulse control, electric drive, pneumatic actuator

Содержание

О. Н. Бодин, д-р техн. наук, проф., bodin_o@inbox.ru, В. Г. Полосин, канд. техн. наук, доц., С. А. Балахонова, аспирант, Пензенский государственный университет

Разработка и исследование модели восстановления миокарда для прогнозирования АВ блокад

Для исследования модели восстановления миокарда, используемой при прогнозировании атриовентрикулярных блокад, предлагается способ построения регрессии, в основу которого положен анализ энтропии распределения информационно-измерительного кванта кривой восстановления миокарда (КВМ). Даны зависимости коэффициентов энтропии от параметров формы для распределения Вейбулла—Гнеденко и гамма-распределения. Выполнен анализ рефрактерности миокарда на основе исследования КВМ и оценки частоты сердечных сокращений. Приведены результаты оценок параметров регрессионных КВМ.
Ключевые слова: электрокардиосигнал, кривая восстановления миокарда, атриовентрикулярные блокады, Вейбулла—Гнеденко распределение, гамма-распределение, частоты сердечных сокращений, коэффициент энтропии, энтропия информации, анализ рефрактерности миокарда

Стр. 59—64

Bodin O. N., Polosin V. G., Balakhonova S. A. Research and Development of Cardiac Rehabilitation Model for Av-Blockade Prediction
To investigate the recovery model of myocardial used in forecasting atrioventricular block, a way of constructing regression, based on the analysis of the entropy distribution of information and measuring the quantum of myocardium recovery curve (MRC). Given dependences of the entropy of the shape parameters for the Weibull—Gnedenko distribution, and gamma distribution. The analysis of refractory myocardial based on research and evaluation of MRC heart rate. The results of regression MRC parameters estimates are shown.
Keywords: electrokardiosignal, myocardium recovery curve, atrioventricular block, he Weibull—Gnedenko distribution, gamma distribution, heart rate, the entropy factor, the entropy of information, analysis of refractory myocardial

Содержание

Наверх