ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню
Аннотации номера

УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

807
Представлен метод оценивания сопротивлений статора и ротора асинхронного двигателя. Разработанный алгоритм также позволяет оценивать магнитный поток ротора. Предполагается, что токи и напряжения обмоток статора, а также механическая скорость ротора являются измеримыми, а все остальные параметры двигателя известны. Предложенный метод обеспечивает глобальную ограниченность всех сигналов и экспоненциальную сходимость оценок.
812
Предложен метод оценивания параметров синусоидального сигнала с нестационарной амплитудой, известной с точностью до постоянного множителя. Описан метод параметризации, использование которого позволяет с помощью доступных измерений получить линейную регрессионную модель. На основе градиентного метода синтезируется алгоритм идентификации параметров модели и параметров исходного сигнала, обеспечивающий экспоненциальную сходимость к нулю ошибок оценивания.
818
Рассматривается задача улучшения сходимости алгоритма адаптивной настройки параметров. Известные ранее результаты, основанные на применении специальных динамических фильтров с памятью, расширены на класс динамических моделей ошибки. Показана применимость предложенного алгоритма для решения задач адаптивного управления классом линейных стационарных объектов. Приведены результаты моделирования.
826
Рассматривается устойчивая непрерывная система, матрица состояния которой обладает спектром кратных комплексно-сопряженных собственных чисел. Система реализована в виде последовательной цепочки однотипных колебательных звеньев, поэтому кратность комплексно-сопряженных собственных чисел равна половине размерности ее вектора состояния. Рассмотрена ситуация, когда спектр собственных чисел представлен модифицированным распределением Баттерворта, так что он оказывается размещенным в секторе с раскрывом не более 60о. Установлено, что в этой ситуации уже при малых значениях мнимой части собственных чисел появляется заметное отклонение нормы свободного движения от монотонно убывающей кривой и величина отклонения тем больше, чем меньше по модулю вещественная составляющая собственного числа и чем больше его кратность и значение коэффициента усиления. Получено аналитическое решение проблемы исследования нормы свободного движения вектора состояния рассматриваемой системы, корректность решения подтверждена компьютерным экспериментом.

УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

834
Рассматривается задача слежения за мультигармоническим сигналом с неизвестными параметрами с использованием робототехнической системы. Основной особенностью разработанного алгоритма является быстрая оценка частот сигнала с помощью метода динамического расширения регрессора, который позволяет улучшить качество переходных процессов одновременного оценивания нескольких частот. Предложенный алгоритм компенсации позволяет решать задачу при наличии временных запаздываний. Представлены результаты экспериментальных исследований и сравнительного анализа робототехнической следящей системы на базе метода динамического расширения регрессора и на базе классического градиентного метода.
ТРАЕКТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОБИЛЬНЫМИ РОБОТАМИ ПРИ ВОЗМУЩАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ Краснов А. Ю., Чепинский С. А., Ифань Ч. ., Хуэйминь Л. .
842
Рассматривается задача синтеза траекторного управления движением при наличии неизмеряемых постоянных возмущающих воздействий с использованием методов дифференциальной геометрии. Это естественное расширение классической задачи траекторного управления. Представлена процедура синтеза регуляторов, реализующих соответствующую задачу траекторного управления. Приведены результаты моделирования, подтверждающие работоспособность синтезированных алгоритмов.
850
Представлены результаты разработки и экспериментальной апробации роботаманипулятора параллельной кинематики, предназначенного для решения задач динамического манипулирования. Подобные системы широко используются в авиа- и автосимуляторах, при автоматизации производства, например в задачах быстрой сортировки. Преимущества использования роботов-манипуляторов с параллельной кинематической схемой объясняется их высокой скоростью и точностью позиционирования при работе в ограниченном рабочем пространстве. По результатам работы построена робототехническая платформа Стюарта с двумя степенями свободы, оснащенная системой технического зрения. Интеграция системы выполнена в среде разработки MatLab/Simulink. Представлена математическая модель системы, апробированы два алгоритма адаптивного управления по выходу, расширенные на класс дискретных систем, и проведен их сравнительный анализ.
ЛОКАЦИЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ Евстигнеев М. И., Литвинов Ю. ., Мазулина В. В., Чащина М. .
858
Рассматривается алгоритм визуальной навигации автономного мобильного робота и определения его местоположения в условиях неопределенности внешней среды с использованием системы технического стереозрения. Алгоритм сопоставления изображений трехмерных сцен основан на сравнении локальных изображений.

ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГИДРОЛИТОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ Быстров С. В., Григорьев В. В., Мансурова О. К., Першин И. М., Першин М. И.
863
Многие гидролитосферные процессы описываются уравнениями в частных производных, математические модели которых не имеют аналитического решения; в некоторых случаях отсутствуют и их математические модели. Представлена методика построения аппроксимирующей модели гидролитосферного процесса, использование которой позволяет на основе частотного метода синтеза и качественной теории распределения мод проектировать распределенные регуляторы, обеспечивающие требуемые показатели качества.
СИНТЕЗ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОЛИТОСФЕРНЫМИ ПРОЦЕССАМИ Быстров С. В., Мансурова О. К., Першин И. М., Першин М. И.
869
Рассматривается проблема синтеза систем управления гидролитосферными процессами. Практическое построение автоматизированных систем управления для добывающих скважин, обеспечивающих качественное протекание технологических процессов, связано с разработкой теоретических методик проектирования распределенных регуляторов. Предложена методика синтеза распределенной системы управления гидролитосферным процессом, базирующаяся на сочетании обычного частотного метода синтеза и качественной теории распределения мод.
ТРАЕКТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ШАГАЮЩИМ РОБОТОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕОКАМЕРЫ Базылев Д. Н., Ибраев Д. Д., Маргун А. А., Зименко К. А., Кремлев А. С., Попченко Ф. А.
875
Представлен алгоритм управления шагающим роботом Darwin-OP, движущимся по заданной траектории. Траектория следования отмечена линией и распознается с помощью встроенной видеокамеры. Система управления состоит из ПД-регулятора по угловым положениям головы (для слежения за желаемой траекторией) и ПД-регуляторов по продольной и поперечной скоростям робота. Оценка эффективности предложенного решения производилась сторонней видеокамерой, установленной над роботом. Экспериментальные результаты демонстрируют небольшое отклонение движения робота от желаемой траектории.
882
Предложена новая структурная схема системы для робастного управления объектом с запаздыванием по управлению с компенсацией медленно изменяющегося возмущения, приложенного к выходу объекта. Рассматриваются устойчивые передаточные функции объекта, а также передаточные функции, находящиеся на апериодической границе устойчивости. Для обеспечения робастности системы вместо предиктора в контуре управления использована номинальная следящая система, в которой вырабатывается сигнал для компенсации возмущения. Предлагаемый подход позволяет получить грубую систему по отношению к неопределенности величины запаздывания и к параметрической неопределенности передаточной функции. Показано, что для этого необходимо обеспечить грубость основного контура регулирования. Рассмотрена методика построения робастных регуляторов в классе традиционных законов регулирования.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

891
Предложены нелинейные математические модели биохимической очистки сточных вод активным илом, построенные на основе базовых динамических моделей Моно, Холдейна и Кенейла. В качестве влияющего внешнего фактора рассматривается температура окружающей среды. Развитие биоценоза происходит в ограниченном пространстве реактора при определенных технологических ограничениях и допущениях. Зависимость скорости роста микроорганизмов от температуры внешней среды основывается на эмпирическом уравнении Вант-Гоффа. Представлены результаты исследований для четырех температурных режимов. Изменение температурного режима осуществляется за счет постепенного увеличения и последующего снижения температуры окружающей среды до заданных значений. Приведены семейства графиков переходных процессов концентраций субстрата и активного ила при различных температурах. Определены оптимальные температурные режимы, которые создают наиболее благоприятные условия развития биоценоза активного ила и обеспечивают наиболее эффективную очистку. Результаты моделирования подтверждают чувствительность поведения системы к температурным изменениям. Полученные результаты следует учитывать при рассмотрении моделей нитрификации и денитрификации, характеризующихся более высокими динамическими порядками, и построении системы управления с целью улучшения показателей качества воды и снижения временных затрат на биологическую очистку.
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНЫМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА Шишлаков В. Ф., Соленый С. В., Соленая О. Я.
898
Представлена система управления безопасным энергоснабжением объектов, связанных с жизнедеятельностью человека. Приводится анализ критических ситуаций, связанных с пожаро- и взрывобезопасностью на объектах. Выявлены наиболее значимые причины, которые снижают общий уровень пожаро- и взрывобезопасности объекта при совместной эксплуатации систем электроснабжения и газоснабжения. Сформированы требования к системе управления безопасным энергоснабжением, предложены способ и схема реализации системы с описанием алгоритмов ее функционирования.
904
Рассматривается проблема управления процессом первичной переработки нефти. Представлен общий вид ректификационной колонны как объекта управления. Рассмотрены современные методы построения когнитивных систем управления процессом первичной нефтепереработки. Представлены различные варианты построения когнитивной системы в качестве программно-алгоритмического комплекса, совместимого с существующей системой управления.
912
Рассматривается интеллектуальный агент, решающий задачу поиска максимума функции запаха в трехмерном пространстве. Направление движения агента зависит от инерционности принятия решений. Получена модель поиска с учетом инерционности процесса выработки тенденций и сопротивления ему. Проводится моделирование поисковых движений инерционного агента.