Разработка новых методов адаптивного управления линейными и нелинейными динамическими системами в условиях внешних возмущающих воздействий и неучтенной динамики
Формально исследования можно разделить на три основных блока:
- анализ проблемы управления сложными динамическими системами,
- разработка методов нелинейного и адаптивного управление сложными системами,
- экспериментальные исследования и апробация полученных методов.
Поскольку современная широта понимания нелинейных процессов и сложных систем не всегда позволяет ввести ограничения на класс объектов, то в рамках проведения НИР, наряду с основными особенностями сложных систем (включая параметрические и функциональные неопределенности объекта и среды его функционирования, возмущений и неучтенной динамики), выступают и другие не мало важные факторы, связанные с обеспечением робастности и надежности функционирования, учетом насыщения, запаздывания, сетевого взаимодействия, колебаний и бифуркаций, а также обеспечением качественных показателей работы сложной системы.
Блок 1.
1. Разработка алгоритмов и исследование устойчивости для нелинейных систем управления с насыщением и запаздыванием
В рамках данного блока НИР были обозначены следующие цели:
- Определение параметров системы и/или внешнего воздействия, при которых в системе возникают глобально асимптотически устойчивые колебания, т.е. система стремится к установившемуся (предельному) решению, которое не зависит от начальных условий.
- Определение характеристик установившегося решения (предельного колебания) из п.1, для оценки качества управления в замкнутой системе.
В качестве метода исследования устойчивости выбран традиционный метод, основанный на функциях Ляпунова, а для оценки параметров установившегося решения используется метод гармонического баланса. При этом на основе подхода, близкого к методу функций Ляпунова, определяется точность и область применимости метода гармбаланса.
Блок 2.
2. Интервальное наблюдение для нелинейных объектов
Целью данного блока НИР является разработка новых алгоритмов синтеза интервальных наблюдателей и алгоритмов управления, обеспечивающих высокую степень робастности замкнутой системы по отношению к параметрической и сигнальной неопределенности.
Блок 3.
1.3 Обеспечение надежности и отказоустойчивости сложных динамических систем
Целью данного блока является разработка новых алгоритмов диагностики и алгоритмов управления, обеспечивающих высокую степень робастности замкнутой системы по отношению к отказу оборудования, износу исполнительных механизмов и т.п. Объектом исследования данного блока НИР являются методы повышения надежности и диагностики неисправностей в сложных автоматизированных системах управления технологическими процессами. В качестве основных методов синтеза алгоритмов диагностики (наблюдения) были выбраны методы построения интервальных наблюдателей и методы скользящих режимов высокого порядка. Для синтеза алгоритмов управления были использованы методы однородных систем и устойчивости от входа к состоянию.