Анотація до роботи:

Калоша Вадим Олександрович. Методи синтезу робастних регуляторів для багатозв’язних квазістаціонарних об’єктів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2003.

Роботу присвячено розробці робастних регуляторів низького порядку для багатозв’язних квазістаціонарних об’єктів. Суттєву увагу приділено питанням побудови редукованих моделей, що використовуються в контурах робастного керування, та поточної корекції їх параметрів. Запропоновано та обґрунтовано підхід до синтезу децентралізованих систем керування, що є робастними до порушень взаємодії між локальними підсистемами, тобто зберігають за умов виникнення таких порушень гарантовану асимптотичну стійкість та субоптимальність. Розглянуто методи синтезу робастних регуляторів низького порядку для локальних підсистем, в тому числі регуляторів із заданим розміщенням полюсів системи та регуляторів з еталонною моделлю. Досліджено їх робастність до певних типів збурень та до огрублення моделі об’єкта. На численних прикладах доведено ефективність запропонованих в дисертації рекомендацій. Результати дисертації можуть бути використані при розробці субоптимальних регуляторів для багатозв’язних квазістаціонарних об’єктів, що мають зберігати гарантовані робастні властивості при використанні редукованих моделей та законів керування низького порядку.

У дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу розробки методів робастного децентралізованого керування для багатозв’язних квазістаціонарних об’єктів в умовах виникнення параметричних та структурних збурень.

У процесі досліджень були отримані результати, що дозволили запропонувати деякі процедури синтезу робастних цифрових регуляторів низького порядку та редукованих моделей, що в цих регуляторах використовуються.

Аналіз отриманих результатів дає підставу зробити такі висновки:

1. Обґрунтовано доцільність використання робастних регуляторів низького порядку для децентралізованого керування квазістаціонарними об’єктами. При цьому виникає низка задач робастного керування та ідентифікації в часовій області.

2. Вдосконалено процедуру зниження порядку ARMAX-моделі в робастних системах керування при необхідності огрублення залежності між вхідними та вихідними параметрами об’єкта. Метод вибору раціональної структури моделі базується на байєсовському підході та LD-факторізації.

3. Модифіковано метод робастного оцінювання параметрів редукованої моделі квазістаціонарних об’єктів керування. Суть модифікації полягає у введенні до стандартної процедури сигналів нормування вектора-регресора та проекції вектора параметрів на поверхню гіперсфери. Результати моделювання підтверджують, що запропонований метод підвищує робастність оцінювання в умовах наявності обмежених шумів та немодельованої динаміки.

4. Дістали подальшого розвитку методи робастного керування об’єктом із заданим розміщенням полюсів та синтезу робастної системи цифрового керування з еталонною моделлю, що є працездатними при виникненні параметричних збурень.

5. Вдосконалено метод синтезу лінійно-квадратичного регулятора низького порядку з використанням неповних оцінок стану системи керування. Запропонований метод характеризується робастністю регулятора по відношенню до часткових втрат інформації під час оцінювання станів.

6. Вперше запропоновано методи -робастного децентралізованого керування, що гарантують асимптотичну стійкість та субоптимальність багатозв’язних динамічних систем. Розглянуто та досліджено варіанти цих методів для явного та неявного завдання взаємодій між підсистемами.

7. Здійснено експериментальне дослідження запропонованих методів та вирішено деякі задачі їх практичного застосування. Результати моделювання методів -робастного керування підтверджують їх переваги в порівнянні з відомим методом координації локальних підсистем. Отримані експериментальні результати свідчать про ефективність використання запропонованих робастних методів для керування багатозв’язними квазістаціонарними об’єктами та підтверджують їх робастність по відношенню до певних типів збурень та огрублення моделей. Результати дисертаційної роботи впроваджено для моделювання системи цифрового керування генераторами у корпорації „Гідроелекс” (м. Харків), а також у навчальний процес у Харківському національному університеті радіоелектроніки. Сукупність практичних та теоретичних результатів дисертації може бути використана при розробці систем цифрового керування багатозв’язними об’єктами енергетики, хімічної технології і т.і.

Публікації автора:

1. Калоша В.А., Пыжова Е.С., Удовенко С.Г. Робастные регуляторы для многосвязных процессов со структурными возмущениями // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. – 2001. – Вып. 114. – С. 32-35.

2. Калоша В.А., Кирияк Р.Д., Удовенко С.Г. Алгоритм робастного управления стохастическими объектами с дрейфом параметров // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 2000. - Вып. 99. – С. 70-73.

3. Удовенко С.Г., Калоша В.А., Саркер А.Х. Байесовское оценивание параметров модели в адаптивных системах // Системный анализ, управление и информационные технологии: Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт». – Харьков: НТУ «ХПИ». - 2001. - №8. – С. 122-126.

4. Удовенко С.Г., Калоша В.А. Робастная децентрализация дискретных динамических систем // Вестник Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического университета. – 2001. – Вып. 15-16. – С. 183-185.

5. Калоша В.А., Пыжова Е.С. Некоторые проблемы синтеза адаптивных робастных систем управления // Вісник Харківського університету. – 2001. - №506. – С. 107-110.

6. Калоша В.А., Саркер А.Х., Удовенко С.Г. Моделирование адаптивной системы искусственной подачи кислорода в легкие // Проблемы бионики. – 2001. – Вып. 54. – С. 39-44.

7. Калоша В.А., Саркер А.Х., Удовенко С.Г. Оценка робастности адаптивных систем управления с эталонной моделью // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. –2001. – Вып. 117. – С. 121-126.

8. Калоша В.А., Удовенко О.С. Робастное децентрализованное управление динамическими объектами // Вісник Харківського національного університету. – 2002. - №551. – С. 210-213.

9. Удовенко С.Г., Калоша В.А. Субоптимальное ПИД-управление многосвязными динамическими объектами // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. – 2001. - №3. –С. 47-50.

10. Калоша В.А., Удовенко С.Г. Алгоритм компенсации неизмеряемых помех в адаптивных регуляторах // Сборник научных трудов 6-й международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». – Харьков: ХТУРЭ. - 2000. – С. 340-342.

11. Калоша В.А., Пыжова Е.С. Алгоритм робастного цифрового управления многосвязными объектами // Сборник трудов 5-го Международного молодежного форума “Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке”. – Харьков: ХТУРЭ. – 2001. – С. 101-102.

12. Удовенко С.Г., Калоша В.А. Об оценке робастности алгоритмов фильтрации в системах цифрового управления // Сборник научных трудов 7-й международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». – Харьков: ХТУРЭ. - 2001. – С. 301-302.

13. Калоша В.А., Удовенко О.С. Робастные системы управления с гарантированной асимптотической устойчивостью // Сборник трудов 6-го Международного молодежного форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». – Харьков: ХНУРЭ. – 2002. – С. 8-9.

14. Калоша В.А., Удовенко С.Г. Робастное ЛКГ-управление стохастическими процессами с использованием редуцированной модели // Сборник научных трудов 8-й международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». – Харьков: ХНУРЭ. - 2002. – С. 457-459.