Рассматривается проблема анализа устойчивости системы последовательно соединенных интеграторов на конечном интервале времени. Предложен алгоритм стабилизации системы, основанный на использовании метода неявных функций Ляпунова и применении некоторых свойств однородных систем. Расчет параметров управления базируется на решении системы линейных матричных неравенств. Эффективность предложенного метода подтверждается результатами компьютерного моделирования.

Предлагается решение задачи адаптивного управления по состоянию линейным возмущенным объектом с произвольной относительной степенью. Закон управления строится на основе метода стандартных характеристических полиномов. Среднегеометрический корень стандартного полинома является единственным настраиваемым параметром регулятора и генерируется алгоритмом адаптации. Регулятор имеет простую структуру, низкий динамический порядок, равный единице, и обеспечивает ограниченность всех сигналов в замкнутой системе и экспоненциальное стремление ошибки управления к нулю. Приведены результаты моделирования, иллюстрирующие эффективность синтезированного алгоритма.

Предложен прямой адаптивный метод компенсации мультисинусоидальных возмущений, основанный на декомпозиции сигналов, применительно к линейному устойчивому объекту с известной моделью. Число синусоидальных компонентов, образующих возмущение, неизвестно, но установлена верхняя граница их количества.

Рассматривается решение задачи синтеза параметров законов управления САУ при аппроксимации характеристик нелинейных элементов аналитическими и иррациональными функциями. В качестве математического аппарата применяется обращение прямого вариационного метода анализа — обобщенного метода Галеркина — на решение поставленной задачи. Показано преимущество данных способов аппроксимации нелинейностей для САУ с гладкими нелинейностями, исключающее необходимость определения точек переключения нелинейных характеристик при работе алгоритма.

Предложено решение задачи робастного управления нелинейными объектами с запаздыванием по состоянию. Рассмотрены объекты управления в условиях параметрической неопределенности, действия внешних ограниченных возмущений и измерения только выходной переменной; также изложены условия, при которых нелинейная система с запаздыванием может быть приведена к нормальной форме. Для синтеза алгоритма управления используется модифицированный алгоритм бэкстеппинга (алгоритм обратного обхода интегратора). Процесс синтеза алгоритма управления условно разбивается на n шагов, где n — порядок модели объекта. На каждом шаге синтезируется стабилизирующее управление; на последнем шаге синтезируется основной закон управления, который обеспечивает слежение выходного сигнала объекта управления за гладким эталонным сигналом с требуемой точностью за конечное время. Показано, что для реализации алгоритма достаточно использовать всего один фильтр состояния по сигналу управления и упрощенные законы управления, полученные с использованием реальных дифференцирующих звеньев. Это позволяет существенно упростить расчет и реализацию системы управления. Полученная система управления обладает универсальной структурой по отношению к виду модели объекта управления: линейная, нелинейная, с запаздыванием и без него.

Представлена робототехническая установка, предназначенная для моделирования движения надводного судна с целью апробации алгоритмов управления системой динамического позиционирования и системой компенсации внешних возмущений. Проанализирована математическая модель робототехнической системы, выполнена декомпозиция многоканальной модели робота на статическую функцию и независимые динамические каналы с одним входом и одним выходом. Разработана робастная система динамического позиционирования судна на основе закона управления „последовательный компенсатор“. Приведены результаты экспериментальных исследований.

Рассматривается проблема использования методики качественного распределения мод, определяющих показатели качества процессов в линейных системах с распределенными параметрами. Для разработки частотной методики синтеза распределенных регуляторов использована модификация критерия Найквиста, позволяющая проводить анализ параметров областей расположения пространственных мод, связанных с показателями качества процессов. Приведена конструкция камеры термической обработки, используемой при моделировании тепловых процессов.

Представлена методика проектирования регуляторов для управления системами с распределенными параметрами на примере системы управления температурным полем камеры термической обработки, базирующейся на использовании качественного распределения мод, что обеспечивает желаемое качество переходных процессов в замкнутой системе.

Представлены нелинейные динамические модели процессов нитрификации и денитрификации в биореакторе с соответствующими зонами и управляемым контуром рециркуляции. Модели основаны на модели Хенце ASM1 и описывают микробиологические процессы в активном иле, при которых происходит удаление соединений азота из сточных вод, изменяются щелочность, концентрации растворимого субстрата и инертных соединений, а также популяции бактерий. Приведены графики переходных процессов, полученные в результате компьютерного моделирования.

Рассматривается алгоритм управления мобильным роботом в условиях возникновения неизвестных препятствий на пути следования. Идентификация препятствия осуществляется с помощью системы технического зрения. В качестве мобильного робота рассматривается модель на основе четырехколесного шасси автомобильного типа с электроприводом.

Для мехатронного комплекса — многомаятникового стенда — продемонстрировано применение процедуры кодирования-декодирования данных, основанной на использовании модели динамики объекта и встроенного наблюдающего устройства с малой загрузкой канала связи. Результаты экспериментальных исследований на стенде показали эффективность предложенного метода передачи информации для реальной системы с неопределенностью модели объекта при ошибках измерений и потере данных в канале связи.

На примере задачи цифрового дистанционного управления непрерывным техническим объектом показано, что пропускная способность в предоставленной канальной среде может оказаться основным ограничением возможности достижения требуемого качества системы управления. Положения статьи иллюстрируются примером.

Рассматривается объект управления, описываемый матрицей состояния, содержащей неопределенные параметры. Актуальной задачей управления в условиях системных неопределенностей задания модели объекта является обеспечение инвариантности выхода системы к неопределенности параметров модели. Необходимое условие решения задачи — правильное распределение ресурсов управления подобными объектами. Для этого требуется при анализе исходного объекта управления произвести ранжирование неопределенных параметров по степени их влияния на выходную переменную системы. Ранжирование позволяет выявить параметры, к изменениям которых выходная переменная наиболее чувствительна. Предложены подходы к ранжированию, основанные на использовании грамианов управляемости каналов „сигнальное воздействие — выход объекта“ и „параметрическое воздействие — выход объекта“. Представлены два способа решения задачи ранжирования неопределенных параметров: с помощью вычисления сингулярных чисел грамианов управляемости и с помощью решения обобщенного характеристического уравнения. Предложен алгоритм ранжирования параметрических неопределенностей, основанный на рассматриваемых способах. Положения статьи иллюстрируются примером, в котором показаны идентичные результаты при использовании предлагаемых методов ранжирования.

Рассматривается используемая на ряде предприятий система маркировки сталеразливочных ковшей и продемонстрированы ее недостатки в рамках задачи автоматизации оборота ковшей. Приведена типовая схема движения сталеразливочного ковша в конвертерном цехе. Представлен обзор существующих технических решений, выявлены их преимущества и недостатки. Установлено, что использование традиционных графических меток и RFID-меток неприемлемо. Предложен механизм формирования алфавита меток, обеспечивающий автоматическое считывание номеров ковшей в условиях зашумленности измерительного канала. В качестве номера ковша предложено использовать набор символов — наклонных линий — и соответствующие им значения одного бита. Такой символ удобен для обработки матричным фильтром и может рассматриваться как двоичное число с большим количеством разрядов, что позволяет применить методы помехоустойчивого кодирования. Определены проблемы, решение которых может быть реализовано с помощью разрабатываемой системы маркировки.

Рассматривается проблема оптимального управления процессом технического оснащения предприятий сельскохозяйственного комплекса. Исследованы экономические и вещественно-натуральные критерии оптимальности для предприятий агропромышленного комплекса. Система технического оснащения предприятий рассматривается как многоуровневая система, выделены вертикальные и горизонтальные связи. Перечислены способы многокритериальной оптимизации для агротехнических производственных систем, учитывающие характер связей между оптимизируемыми подсистемами. Представлен метод градиентного спуска для организации вертикальных связей. Методы скаляризации задачи многокритериального выбора, подробно исследованные в теории принятия решений, положены в основу способов организации горизонтальных связей. Указаны способы учета внешний воздействий при решении задачи оптимизации технического оснащения.