автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методы и средства управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов

На правах рукописи

СЕМЕНОВ Анатолий Дмитриевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМИ ПРОЦЕССАМИ В СИСТЕМАХ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

Специальности: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение) и 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ПЕНЗА 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» на кафедрах «Автономные информационные и управляющие системы» и «Автоматика и телемеханика».

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Щербаков М. А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Козлов А. Б.;

доктор технических наук, профессор Шахтарин Б. И.;

доктор технических наук, профессор л Мартынов В. В.

Ведущая организация - ООО «Кузнецкий завод текстильного машиностроения», г. Кузнецк Пензенской обл.

Защита диссертации состоится 6 апреля 2006 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.03 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».

Автореферат разослан « ■/ » марта 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

~ Соколов В. О.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание на научной основе систем управления технологическими процессами, протекающими в системах машинных агрегатов (СМА), объединенных в организационно-технологические комплексы, их последовательная декомпозиция по иерархическим уровням и интеграция в единую систему сбора и обработки данных и оперативного управления повышают эффективность технологического процесса и качество выпускаемой продукции. Характерной особенностью технологических процессов, происходящих в СМА, являются высокая производительность и, как следствие, большие объемы перерабатываемой продукции. Отсюда вытекает актуальность задачи повышения эффективности управления непрерывными процессами в СМА, успешное решение которой позволяет повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить расход сырьевых ресурсов.

Сложность решения этой задачи обусловлена неточностью отображения бесконечномерного пространства состояний управляемого процесса на конечномерное пространство состояний управляющего процесса, определяемого конечным набором измерительных и исполнительных устройств. Следствием этого являются приближенность математических моделей, по которым синтезируется управление; наличие в объекте управления временного запаздывания, обусловленного конечным временем распространения возмущений в среде, где протекает управляемый процесс; возникновение в объекте управления режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями, возникающими из-за неоднородности параметров среды.

Научная проработка темы диссертационной работы велась в рамках комплексных целевых научно-технических программ межотраслевого (МНТК «Текстиль», «Текстиль России») и отраслевого (Мин-текстильмаш, Минсредмаш) значения. Прикладные задачи, решаемые в диссертационной работе, выполнялись в рамках хоздоговорных работ в соответствии с планами НИР и ОКР. «НИЭКИПМАШ» (г. Пенза), ООО «КУЗТЕКСТИЛЬМАШ» (г. Кузнецк), «К1ШМНОЬМ КЕТКиБЕ АБ» (г. Нарва).

Целью работы являются повышение качества управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов на основе системного подхода с использованием иерархического подчиненно-координирующего управления, оптимизации режимов работы машинных агрегатов, реализации принципа регулирования по отношению, а также разрабагка методов и средств автоматизации, дающих большой экономический эффект и имеющих важное народнохозяйственное значение.

Задачи исследовании.

1 Выявить основные причины, снижающие эффективность управления непрерывными технологическими процессами в СМА, и определить пути ее повышения.

2 Разработать научно обоснованный подход к построению иерархических систем управления, используемых в системах автоматизации распределенных организационно-технологических комплексов на основе теории иерархических систем, экспериментальных исследований, теоретического анализа и математического моделирования процессов, протекающих в СМА.

3 Построить математические модели машинных агрегатов, их систем и происходящих в них процессов, позволяющие рассматривать систему машинных агрегатов как объект управления, установить причины, вызывающие возникновение неблагоприятных режимов работы объекта, и наметить пути, устраняющие возникновение таких режимов.

4 Осуществить верификацию разработанных математических моделей с использованием современных методов оценивания и идентификации, включающих в себя рекуррентные методы, настраиваемые модели и динамические нейронные сети.

5 Определить целевые функции для локальных задач управления и провести оптимизацию режимов работы машинных агрегатов с использованием методов нелинейного и динамического программирования, вариационных методов и принципа максимума.

6 Провести синтез и анализ систем управления для СМА на основе подчиненно-координирующего управления в рамках системного подхода с декомпозицией задач управления в соответствии с принятой иерархией.

7 Внедрить результаты теоретических и экспериментальных исследований в производство.

Методы исследования. Поставленные задачи решались на основе методов современной теории управления, статистических методов оценивания и идентификации, методов параметрической оптимизации, динамического и нелинейного программирования, вариационных методов, численных и экспериментальных методов и средств вычислительной техники.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждена путем математических доказательств, цифрового моделирования, экспериментальных исследований и практической реализацией раз-работаннь1х систем управления.

Научная новизна работы состоит в создании научных основ и методов построения автоматизированных систем управления непрерывными технологическими процессами, протекающими в машинных агрегатах, разработке алгоритмов контроля и управления такими системами, ориентированных на современные технические средства, заключается в создании комплекса математических, методологических и алгоритмических решений и определяется следующими положениями:

1 Получена многоуровневая иерархическая структура СМА, учитывающая территориально-агрегатный принцип ее построения и отвечающая условиям подчиненно-координирующего управления.

2 Разработаны и исследованы математические модели в конечномерном пространстве состояний для рассматриваемого класса объектов, базирующиеся на общей теории систем.

3 На основе анализа параметров временных рядов, генерируемых СМА в процессе ее нормальной эксплуатации, доказано существование в СМА режимов возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями и плохо управляемых по входу. Установлено, что при возникновении таких режимов вследствие ухудшения условия устойчивости, управляемости, наблюдаемости и адаптируемости СМА снижается эффективность работы систем управления.

4 В соответствии с принятой иерархией построения СМА выбраны целевые функции для отдельных подсистем. Проведена оптимизация режимов работы машинных агрегатов с использованием мето-

дов нелинейного и динамического программирования, вариационного исчисления и принципа максимума.

5 Предложен принцип регулирования по отношению регулируемой величины к заданию в системах стабилизации массоэнергети-ческих параметров рабочих процессов, протекающих в системе машинных агрегатов, в значительной степени компенсирующий неблагоприятное воздействие нестационарных внешних возмущений.

6 Разработаны метод и алгоритм оптимально-адаптивного управления для неустойчивых и плохо управляемых объектов с запаздыванием с использованием прогнозирующе-настраиваемой модели, выполняющей в контуре оптимального управления функции компенсатора запаздывания, а в контуре адаптивного управления - функции настраиваемой модели.

Практическая значимость работы заключается в разработке современных научно обоснованных методов и средств управления непрерывными технологическими процессами, протекающими в системах машинных агрегатов, в частности автоматизированными поточными линиями по переработке хлопка.

1 Введенная иерархия СМА позволила на основе подчиненно-координирующего управления провести рациональную декомпозицию глобальной задачи управления на ряд подзадач, упростить программно-аппаратное обеспечение, формализовать анализ и синтез систем, сократить затраты на проектирование и повысить надежность их работы.

2 Математическое моделирование процессов, протекающих в СМА, и последующая идентификация параметров математических моделей дали возможность определить критерий эффективности работы машинных агрегатов, обоснованно подойти к решению задач оптимального управления, выявить основные факторы, влияющие на стабильность протекания технологических процессов.

3 Проведенная оптимизация режимов работы машинных агрегатов уменьшила энергозаграты на поддержание рабочих процессов, снизила информационную поддержку процессов управления и повысила их устойчивость.

4 На основе синтеза систем управления машинными агрегатами предложен принцип регулирования по отношению, стабилизирующий протекание технологических процессов в условиях нестацио-

нарных внешних возмущений, а также разработан оптимально-адаптивный регулятор, обеспечивающий высокое качество процессов управления и, как следствие, значительно уменьшающий коротковолновую и длинноволновую неровноту конечного продукта (холст, лента).

Реализация результатов работы.

1 Разработаны и внедрены в «НИЭКИПМАШ» (г. Пенза) многоканальная информационно-вычислительная система контроля технологических параметров текстильных машин и стенд для испытания вентильных электроприводов.

2 Внедрены на «К1ШЧНОЬМ КЕТКШЕ АБ» (г. Нарва) система управления непрерывной поточной линией «кипа-лента», включающая в себя позиционную подсистему регулирования производительности и оптимально-адаптивную систему стабилизации номера кардной чесальной ленты, АРМ инженера-технолога по подготовке исходного сырья для переработки.

3 В ООО «КУЗТЕКСТИЛЬМАШ» (г. Кузнецк) приняты к внедрению подсистема управления производительностью кипного питателя АП-18М, подсистема регулирования производительности трепальной машины МТБ-1 и система регулирования производительности поточных линий.

4 В НПО «ПЕНЗХИММАШ» внедрен развальцовочный стенд с регулируемым ограничением крутящего момента.

5 Разработанные математические модели технологических процессов в виде методик, алгоритмов и программ используются в «НИЭКИПМАШ», ООО «КУЗТЕКСТИЛЬМАШ», ОАО «МАЯК», НПФ «КРУГ», ООО «АВТОМАТИКА » при проектировании и испытаниях нового оборудования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Иерархическая организация систем машинных агрегатов, учитывающая территориально-агрегатный принцип ее построения и отвечающая условиям подчиненно-координирующего управления.

2 Математические модели рассматриваемого класса объектов, базирующиеся на общей теории систем и методе пространства состояний, обеспечивающие условия управляемости, наблюдаемости, устойчивости и минимальной реализации закономерностей, связывающих входные воздействия с выходными величинами.

3 Результаты параметрической идентификации управляемых процессов, протекающих в машинных агрегатах, устанавливающие снижение эффективности работы систем управления за счет возникновения режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями и плохо управляемых по входу.

4 Алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами, протекающими в системах машинных агрегатов.

5 Принцип регулирования по отношению массо-энергетических параметров управляемых процессов, в значительной степени компенсирующий неблагоприятное воздействие нестационарных внешних возмущений.

6 Метод оптимально-адаптивного управления объектами с транспортным запаздыванием, работающими в неустойчивых и плохо управляемых режимах, основанный на использовании прогнозирующе-настраиваемой модели.

7 Результаты практического использования методов и средств управления СМА.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных и всероссийских конференциях, совещаниях и семинарах. К их числу относятся Всесоюзная конференция «Пути повышения эффективности использования современных текстильных машин и оборудования» (г. Пенза, 1982); Всесоюзная конференция «Основные направления в развитии оборудования для хлопкопрядения» (г. Пенза, 1984); Всесоюзная конференция «Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в создании хлопкопрядильного оборудования» (г. Пенза, 1985); Всесоюзная конференция «Перспективы развития оборудования хлопкопрядильного производства, повышение его технологического уровня и конкурентоспособности» (г. Пенза, 1988); Всесоюзный семинар «Опыт работы по снижению шума и повышению надежности при создании и эксплуатации технологического оборудования» (г. Пенза, 1989); Всесоюзный семинар «Проблемы создания, освоения и внедрения современных автоматизированных прядильных производств» (г. Пенза, 1990); Межреспубликанская конференция «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования»

(г. Тамбов, 1993); Международная научно-техническая конференция «Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем» (г. Пенза, 1996); X Международная конференция «Математические методы в химии и химической технологии» (г. Тула, 1996); Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в моделировании и управлении» (г. Санкт-Петербург, 1996); Юбилейная научно-техническая конференция Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна (г. Санкт-Петербург, 2000); 4 Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» (г. Сочи, 2003); Международная научно-техническая конференция «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (г. Пенза, 2004), а также научно-технические конференции Пензенского государственного университета и Пензенского технологического института.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 печатных работ, в том числе монография, 4 учебных пособия, получено 15 авторских свидетельств и 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 250 наименований, 3 приложений, содержит 312 страниц основного текста, 156 рисунков и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дана характеристика состояния проблемы управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов, обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены общие методологические принципы построения систем машинных агрегатов (СМА) на основе общей теории систем. Дано определение СМА как сложной, иерархической, пространственно-распределенной системы, включающей в себя машинные агрегаты, в которых протекают непрерывные технологические процессы, средства контроля и управления, комплекс вычислительных средств, математическое обеспечение и операторы, осуществляющие управление технологическими процессами в реальном

времени по заданным критериям с заданными количественными и качественными показателями выпускаемой продукции.

В рамках общей теории систем предложено на разных уровнях абстракции описывать поведение СМА как некоторое отображение или преобразование входных воздействий в выходные величины, используя метод декомпозиции, основанный на иерархическом принцийе их построения и описания.

В соответствии с этим обоснованы два подхода к построению рассматриваемого класса систем: концептуальный и математически формализованный.

На основе концептуального подхода предложено рассматривать СМА как многоуровневые иерархические системы, выделяя три основных уровня иерархии: уровень математического описания или абстрагирования, уровень управления или принятия решений и организационный уровень.

Принимая во внимание заданный территориально-агрегатный принцип организации рассматриваемых систем, можно выделить следующие организационные подуровни (подсистемы) в порядке их подчиненности: подсистемы управления исполнительными органами, воздействующими на непрерывный рабочий процесс; подсистемы управления отдельными машинными агрегатами (машинами), расположенными по ходу рабочего процесса; подсистемы управления рабочим подпроцессом; систему управления непрерывным технологическим процессом.

Уровень управления предложено подразделять на следующие слои: интеллектуальное, адаптивное, оптимальное, программное управления.

Математическую формализацию систем СМА можно осуществлять, как это вытекает из концептуального подхода, в теоретико-множественных терминах теории множеств и абстрактной алгебры. С учетом этого систему управления непрерывными процессами с территориально-агрегатной организацией можно рассматривать как функциональную, предопределенную, линейную динамическую систему в пространстве состояний X, определяемую на непустых абстрактных множествах.

Отыскание оптимальных стратегий управления проводилось в предположении предопределенности рассматриваемого класса систем на основе теории условных марковских процессов. Тогда в наи-

более общей постановке задачу управления СМА можно сформулировать следующим образом: найти такие вектор состояния и вектор управления, которые обеспечивают достижение цели управления.

Очевидно, что при большом многообразии зачастую противоречивых задач управления СМА сформулировать обобщенный, строго формализованный критерий управления СМА невозможно. Более естественным при таком множестве и противоречивости задач управления будет построение рассматриваемой системы по иерархическому принципу с декомпозицией общей задачи управления по введенным уровням иерархии. „

На организационном уровне иерархии можно выделить три основных задачи управления:

1 Задачу управления машинными агрегатами, включающую в себя подзадачу защиты или логическую подзадачу; исполнительную или геометрическую подзадачу; тактическую или технологическую подзадачу; подзадачу взаимодействия с внешней средой или терминальную подзадачу.

2 Задачу управления рабочими подпроцессами, включающую в. себя подзадачу диспетчеризации, необходимую для согласования машинных агрегатов с целью поддержания рабочего подпроцесса, протекающего в них; подзадачу идентификации; подзадачу мониторинга; терминальную подзадачу.

3 Задачу управления рабочим процессом, включающую в себя подзадачу диспетчеризации; информационную подзадачу; подзадачу прямого управления; терминальную подзадачу.

На уровне управления и принятия решений выделены следующие задачи: синтеза закона управления, самообучения, адаптации и самоорганизации.

На иерархическом уровне математического описания на первый план выступает задача отображения исходной неопределенной ситуации, связанной с реальным объектом, на множество количественно-сопоставимых элементов. Такими элементами являются система, протекающие в ней процессы, критерии (цели) и стратегии их оптимизации (достижения).

В соответствии с этим на уровне математического описания определены следующие подзадачи: ,

1) конструирование пространства состояний рассматриваемой системы и процессов, в ней происходящих;

2) выбор критериев (целей) управления и стратегий их оптимизации.

Во второй главе осуществлен выбор объекта исследований, отвечающий исходной постановке задачи управления СМА, и определена его структурная организация на основе системного подхода с использованием введенной иерархии.

Под определение СМА попадает довольно широкий класс технических и производственных систем, осуществляющих механическое воздействие на обрабатываемый продукт. Сюда относятся агрегаты и поточные линии по производству металлопроката, бумаги, полимерных нитей и пленок, текстильных материалов и т. п. Выбор конкретного типа объекта исследований должен определяться из поставленных целей и задач исследования.

Этим целям и задачам в полной мере соответствуют поточные линии и автоматизированные технологические комплексы текстильной отрасли. Они имеют четко выраженную территориально-агрегатную организацию, в них протекают рабочие многостадийные процессы различной физической природы, они состоят из совокупности машинных агрегатов с различными типами связей между собой, имеют невысокое априорное и апостериорное информационное обеспечение протекающих в цих процессов, характеризующихся большим количеством (несколько десятков) противоречивых показателей, трудно поддающихся оперативному контролю.

Системы управления такими агрегатами работают в условиях значительных возмущений, обусловленных неоднородностью перерабатываемого продукта. Кроме этого, текстильное производство, являясь массовым, требует высокой стабильности технологических показателей, которые невозможно получить без применения современных систем управления.

Рассмотрение технологических схем поточных линий позволило конкретизировать содержание структур организационного уровня иерархии, уровня математического описания и принятия решений СМА.

На организационном уровне иерархии непрерывный процесс в поточной линии представляет собой последовательно-параллельный каскад взаимосвязанных технологических и физико-механических

процессов транспортирования, дозирования, рыхления, очистки, сгущения и пр., отвечающих структуре, показанной на рисунке 1.

Перемещения, Мощность, Технологические скорости, производи- параметры

Управления уСЯЛия ускопения тельность

г-----------------------------------1

( I

|

1_____________________________________—J

Рисунок 1 - Структура организационного уровня иерархии СМА

На схеме приняты следующие обозначения: ИМК - исполнительные механизмы (приводы) машинных агрегатов; МПК - механическая часть машинных агрегатов; РПК - рабочие процессы в машинных агрегатах, обусловленные взаимодействием их рабочих органов с обрабатываемой средой; НУП - непрерывные управляемые технологические процессы, протекающие в машинных агрегатах; ИО - измерительные органы, осуществляющие контроль параметров рабочих и технологических процессов; СМА - система машинных агрегатов.

Конкретное взаимодействие машинных агрегатов между собой осуществляется через технологические процессы и определяется технологическими схемами.

Проведенная детализация концептуальной модели рассматриваемой системы на организационном уровне иерархии позволила определить наборы входных и выходных переменных модели. В качестве

управляющих воздействий на протекающие в системе процессы выбраны частота вращения V питающих органов МА, частота вращения ю рабочих органов МА, толщина слоя Ь обрабатываемого продукта. Регулируемыми величинами являются потребляемая мощность Р МА, производительность <2 МА, уровень заполнения Н накопительных бункеров МА, линейная плотность qж холста, линейная плотность q кардной чесальной ленты.

На уровне математического описания рассмотрение схемы обобщенного объекта (см. рисунок 1) позволяет отнести его к многомерным объектам с не полностью наблюдаемым вектором состояния и ограниченными возможностями управления, поэтому первостепенное значение при управлении таким объектом приобретают вопросы его управляемости и наблюдаемости.

Разработка структуры системы управления основывалась на системном подходе с использованием методов декомпозиции, вытекающих из иерархического принципа ее построения и описания. На этой основе была разработана последовательно-параллельная, децентрализованная структура подчиненно-координирующего управления СМА, легко интегрируемая в БСАБА-систему (рисунок 2), Предложенная структура включает в себя ряд последовательно включенных контуров управления, построенных в соответствии с иерархией организационного уровня.

Перемещения, Мощность, Техюлога-сшросш, производи- ческие ускорения телыюстъ параметры

Рисунок 2 - Структура системы управления машинными агрегатами

Из структуры подчиненно-координирующего управления (см. рисунок 2) становятся ясными ее преимущества: невысокий порядок объекта для каждого внутреннего контура, простые алгоритмы адап-

тации и управления, использование стандартных методов анализа и синтеза, унификация и стандартизация всей системы управления.

Построение регуляторов для различных уровней управления определяется иерархией уровня принятия решений с альтернативой использования интеллектуальных, адаптивных и неадаптивных законов управления, причем сложность законов управления будет возрастать при переходе от внутреннего контура управления к внешнему.

Третья глава посвящена математическому описанию СМА и разработке на этой основе их математических моделей.

Уравнения математической модели привода (электромеханического преобразователя энергии) составлены с учетом общепринятых допущений и записаны относительно потокосцеплений в системе координат, вращающихся с произвольной скоростью со*.

Отличительной особенностью математической модели является методика учета нелинейности индуктивности намагничивающего контура ¿¡2, базирующаяся на аппроксимации кривой намагничивания уравнением гиперболического синуса.

Математическую модель механической части СМА, описывающую пространственное движение рабочих органов в динамике, в первом приближении предложено рассматривать как многомерную динамическую систему с линейными голономными связями стационарного типа.

При силовом взаимодействии, рабочих органов со средой использовался матричный метод построения энергетического потенциала системы.

Математическая модель процесса взаимодействия рабочих органов машинного агрегата (МА) с обрабатываемой средой разработана в предположении, что рабочий процесс осуществляется за счет перемещения рабочих органов относительно среды со скоростью v. Изменение ее физико-механических свойств обеспечивается за счет вращения рабочих органов с угловой скоростью со, глубиной погружения к и шириной захвата ъ. Принято допущение, что среда является твердым телом с вязкоупругими свойствами.

В качестве выходных параметров рассматриваемого процесса приняты производные по времени от массоэнергетических показателей: производительность процесса q и потребляемая мощность р.

Кинематика такого взаимодействия основана на сочетании двух движений: поступательного и вращательного, совершаемого в плоскости, перпендикулярной направлению движения.

При таких допущениях получены выражения для мощности Р

Ьсп(о( 4лУЬ)1 к( А

пВ2ъ)

(1)

2-к

и производительности процесса

0 = Р ШГ, (2)

где с, к - коэффициенты, учитывающие параметры среды; п - число рабочих органов.

Если выразить мощность, затрачиваемую на поддержание рабочего процесса (1) через его технологические параметры, то можно предложить критерий эффективности работы машинных агрегатов, практически не зависящий от режимов его работы. Таким критерием является удельный расход энергии на единицу массы М перерабатываемого материала

__ РМ 2пЬсИ

Г 2 М ^

1 ~к

е (.2-к)о{рЬП? (3)

Чем меньше значение этого критерия, тем эффективнее используется оборудование.

Математическая модель процесса отбора перерабатываемого продукта разработана на основе уравнений (1, 2). При разработке модели учитывались се нелинейность и неоднородность объемной плотности перерабатываемого продукта.

Автором были проведены исследования, подтверждающие наличие сверхдлинноволновой неровноты плотности продукта, обусловленной нестабильностью физико-механических свойств исходного сырья, на примере поточных линий по переработке хлопка. На рисунке 3 показаны сглаженные изменения линейных плотностей ставки кип по высоте (а) и холстов на выходе трепальной машины (б).

Сравнительный анализ этих кривых свидетельствует о влиянии линейной плотности ставки кип на колебания линейной плотности последующих продуктов переработки и неэффективной работе систем стабилизации производительности.

а б

Рисунок 3 - Сглаженные изменения линейной плотности ставки кип по высоте и линейной плотности холстов В процессе исследований было установлено, что объемная плотность кипы является функцией от ее высоты, а также то, что величина приращения снимаемой массы волокнистого продукта за один проход питателя нелинейно зависит от глубины погружения рабочих органов /?, уменьшаясь с ростом А. Автором установлено, что эта зависимость может быть записана в виде

М= (4)

1 + аИ.

где А - величина опускания (позиционирования) отбирающего узла.

Математическая модель процесса смешивания получена с учетом допущений о квазистационарности постоянной времени и равенства входной и выходной производительности смешивающей машины

хш(т)^ = А(х), (5)

ах

где х - относительное время нахождения смешиваемого компонента в машине; со(т) - нормированная функция веса машины; Л - относительный уровень ее наполнения; х — текущая длина.

При конечном числе камер смешивающей машины, равном и, ее передаточная функция будет соответствовать передаточной функции цифрового нерекурсивного фильтра.

Математическая модель процесса формирования настила бункерным накопителем описана уравнением Лбеля при допущении, что в бункер подается материал, не изменный по свойствам, деформация которого устанавливается мгновенно.

В основу математической модели процесса переработки продукта положена общепринятая математическая модель кардочесания.

Математическая модель системы машинных агрегатов получена на основе анализа массообменных процессов внутри и между агрегатами, описание которых сводится к решению смешанных задач математической физики для уравнений гиперболического и параболического типов. Уравнения аппроксимировались системой обыкновенных дифференциальных уравнений, приведенных к параметрам машинных агрегатов:

Г dQPп+П -о • ~рп ~

^ма ^ Qahtx = Qpn' (6)

a-X)-v

dt т ь

где qm, £2вых, qpn — входная, выходная производительности и производительность рабочего процесса соответственно; 7б, Тма. - постоянные времени бункера и машинного агрегата; vbx (/—т) - линейная скорость подачи продукта предшествующего агрегата; т - транспортное запаздывание.

Была проведена оценка управляемости наблюдаемости и устойчивости системы. В результате установлено, .что рассматриваемая линеаризованная модель системы является управляемой и наблюдаемой, но неустойчивой и поэтому требует обязательного автоматического управления.

В четвертой главе проведена идентификация разработанных моделей СМА, основными задачами которой были определение параметров математических моделей объектов идентификации по значениям временных рядов на их входе и выходе, генерация случайных сигналов с заданными характеристиками или определение характеристик слу-

чайных сигналов, генерируемых объектом, наблюдение за скрытыми переменными или определение переменных состояния объекта.

Идентификация проводилась с использованием корреляционного, рекуррентных методов, настраиваемых моделей и динамических нейронных сетей.

Для идентификации при непосредственном участии автора был разработан 32-канальный информационно-вычислительный комплекс (ИВК), отличительной особенностью которого является возможность инициализации измерительных каналов как от внешнего генератора, так и от импульсного датчика скорости, установленного на каком-либо вращающемся органе исследуемого объекта. Программное обеспечение ИВК реализует режимы ввода, накопления, цифровой фильтрации и первичной обработки измерительной информации, измерение параметров объекта в режиме реального времени.

Разработанный ИВК был подключен к поточной линии по первичной переработке хлопка, установленной на опытной фабрике «НИЭКИПМАШ», и использовался для анализа процессов управления, протекающих в этой линии.

Для оценивания и идентификации параметров исполнительных механизмов использовались рекуррентные методы и прогнозирующе-настраиваемая модель с градиентным алгоритмом настройки. Исследования проводились на специально разработанном стенде для испытания вентильных приводов.

Сравнение результатов идентификации параметров двигателя с аналогичными параметрами, полученными из опытов холостого хода и короткого замыкания, показало, что ошибка в оценке параметров не превышает 10 %.

Идентификация параметров машинного агрегата проводилась для оценки его момента инерции и момента статического сопротивления. Предлагаемая методика по оценке вышеназванных параметров основана на аппроксимации уравнения механической характеристики Мс = /(ю) уравнением экспоненты

Мс=МпеЬх. (7)

Измеряя номинальные мощность Рн и частоту вращения сон, можно вычислить номинальный момент М», а затем найти момент инерции J и Л/о:

где - время выбега; Ь - постоянный коэффициент; л: - относительная частота вращения, равная отношению текущей частоты вращения о) к номинальной сон.

Для проведения параметрической идентификации процесса взаимодействия рабочих органов машинного агрегата с обрабатываемой средой был проведен трехкратно продублированный полиофактор-ный эксперимент. Исследованию подвергались режимы встречного, попутного и совместного взаимодействий. Идентификация, проведенная на основе метода наименьших квадратов, позволила получить статистически значимые оценки параметров модели.

Для моделирования случайных колебаний производительности в процессе переработки предполагалось, что эти колебания представляют марковский процесс, образующий простейший поток событий и удовлетворяющий требованиям квазистационарности, отсутствия последействия и ординарности.

Для проверки этой статистической гипотезы была проведена выборка элементарных масс перерабатываемого продукта, образующихся в процессе взаимодействия рабочих органов машинного агрегата с обрабатываемой средой, а также суммарной массы продукта, перерабатываемого за один цикл работы машинного агрегата, и построены гистограммы распределения этих масс. Последующая проверка статистической гипотезы о пуассоновском законе распределения масс по критерию Колмогорова - Смирнова подтвердилась.

Было установлено, что использование динамической двухслойной нейронной сети прямой передачи с запаздыванием и линейными функциями активации в каждом слое для моделирования процесса изменения производительности более чем на порядок уменьшает дисперсию ошибки моделирования по сравнению с линейной АРСС-моделыо.

/ = —т-,

М0 = Мне~Ь,

(8)

,-ь

(9)

При идентификации параметров математической модели процесса смешивания оценивались параметры и т(- передаточной функции машины. Для их расчета использовалась кинематическая схема восьмикамерной смешивающей машины, по которой "определялись число оборотов выпускных валов в камерах, значение коэффициента передачи и запаздывание т, в г-й камере.

По полученным параметрам машины был проведен расчет изменения процентного состава смеси на выходе машины при периодической подаче на ее вход двух смешиваемых компонентов. Результаты расчета сравнивались с экспериментально определенным изменением процентного состава, полученным путем периодической загрузки в машину двух компонентов белого и лилового цветов с последующим лабораторным анализом получаемой смеси. Результаты сравнения показаны на рисунке 4.

Номер опыта

Рисунок 4 - Процентное содержание лилового компонента в смеси

Сопоставление расчетного и экспериментального графиков свидетельствует о том, что оценка среднего значения процентного состава смещена к нижней границе доверительного интервала, что обусловлено ручной обработкой экспериментальных данных. С учетом полученного смещения была проведена проверка адекватности математической модели по критерию Фишера, которая дала следующие

значения этого критерия (Fpac= 1,23, FTa6jl = 1,58), что позволяет принять гипотезу об адекватности модели.

Идентификация параметров математической модели процесса массообмена машинного агрегата проводилась с использованием настраиваемых моделей и динамических нейронных сетей. Сравнительный анализ результатов идентификации, проведенной для поточных линий по переработке хлопка, с помощью настраиваемых моделей и нейронных сетей показал, что настраиваемые модели дают медленное схождение и смещение оценок. Использование для целей идентификации динамических нейронных сетей позволило исключить смещение оценок и более чем на порядок уменьшить дисперсию ошибки моделирования по сравнению с настраиваемой моделью.

Для идентификации параметров модели процесса переработки продукта использовался обобщенный рекуррентный метод наименьших квадратов, позволивший получить приемлемую ошибку идентификации, не превышающую 15 %.

В пятой главе проведена оптимизация режимов работы СМА. Для сложных систем, которыми являются системы машинных агрегатов, предлагается декомпозировать решение оптимизационной задачи на организационном уровне иерархии управления, выделяя два этапа. На первом этапе оптимизация проводится на тактическом уровне управления, на втором - на исполнительном.

На тактическом уровне вычисляется номинальная траектория F(x) = 0 или рабочая точка F(xQ) = 0 машинного агрегата, на исполнительном определяется вектор управлений U(x,/), подаваемых на исполнительные механизмы и удерживающих агрегат в окрестностях номинальной траектории или рабочей точки.

Принимая во внимание, что х(/) имеет, по крайней мере, первую и вторую производные, оптимизационная задача тактического уровня управления представлена в виде обобщенной задачи Лагранжа.

Предложенная декомпозиция задачи оптимизации систем машинных агрегатов на два подчинённых уровня позволила свести её к двум известным задачам оптимизации: задаче аналитического конструирования регуляторов и задаче Лагранжа, а повышение запаса устойчивости всей системы предложено обеспечивать за счет ис-

пользования критерия минимума энергетического потенциала системы в окрестности номинальной траектории или рабочей точки.

Оптимизация режимов работы исполнительного механизма проводилась по критерию минимума разности фактического и желаемого векторов питающего напряжения иф — иж при максимуме момента М, развиваемого двигателем на каждом интервале допустимого включения в классе управлений £/,■ трехфазного асинхронного двигателя без нулевого провода (/ = 1, 2, 3,4):

1= min max(t/i). (10)

иф-иж М

В результате решения поставленной задачи методом динамического программирования для установившегося режима получено условие оптимальности

fk=f0(s±sak), (11)

гае /к - частота включения двигателя; fQ - частота питающей сети; s - скольжение; sak - абсолютное критическое скольжение.

Было установлено, что такое управление подобно частотно-токовому управлению. Оптимальный режим работы достигается при выполнении условий (11), при этом двигатель работает со скольжением, равным абсолютному критическому скольжению, обеспечивая тем самым получение максимального момента. Такой режим работы наиболее эффективен для приводов механизмов с тяжелыми условиями пуска, механизмов, работающих на упор и имеющих в своем составе самотормозящие звенья (гайковерты, развальцовки, запорная арматура).

Оптимизация процесса взаимодействия рабочих органов с обрабатываемой средой проводилась в соответствии с концепцией многоуровневого децентрализованного управления на тактическом и исполнительном уровнях. На тактическом уровне задача управления формулировалась в двух постановках: минимизировать расход энергии а на поддержание рабочего процесса, соблюдая условие постоянства производительности q при: а) постоянной и б) минимальной площади контактного взаимодействия рабочих органов с обрабатываемой средой. В аналитическом виде задача запишется следующим образом:

о т

т

i р0)рож =

о

о т

а>

6)1

I р(1)хуЖ = Щ-,

(12)

О

=- - сог^.

г

Шо. 90 ' 2лху

г = тах,

,

90 '

где х, у, г - относительные подача., глубина обработки и скорость обработки материала; т0, до, Ро — относительные масса продукта, производительность и мощность процесса; р(0 - коэффициенты, учитывающие неоднородность обрабатываемой среды.

В обоих случаях имеем вариационные задачи с дополнительными условиями в виде изопериметрических ограничений, решение которых имеет вид

Оптимизация процесса отбора перерабатываемого продукта проводилась по условиям оптимальности (13). Оптимизировался процесс верхнего отбора волокна из кип, характерной особенностью которого является неоднородность плотности килы. В результате решения этой задачи были найдены оптимальные зависимости между регулируемыми и регулирующими координатами процесса.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что исходная задача оптимального управления процессом отбора может быть декомпозирована на три независимые задачи:

1) задачу управления величиной снимаемой массы м, решаемую путем регулирования глубины обработки /г;

2) задачу управления производительностью Q, решаемую путем регулирования скорости подачи v;

3) задачу управления мощностью процесса отбора р, решаемую путем регулирования скорости обработки со.

у

а) .-с = С|; — = С2;

б)/70=С3; 2 = С4.

(13)

2

Оптимизация процесса смешивания проводилась в соответствии с последовательностью процесса смешивания в агрегированной поточной линии по переработке хлопка. На первом этапе, исходя из заданного процентного соотношения смешиваемых компонентов (заданной сортировки), организуется последовательная или последовательно-параллельная подача смешиваемых компонентов на переработку. На втором этапе происходит смешивание подаваемых компонентов в смешивающей машине, на третьем - сложение полупродуктов переработки на первом и втором ленточных переходах. Смешивающая способность остальных машин поточной линии не учитывалась из-за сравнительно малых постоянных времени этих машин.

На первом этапе оптимизации процесса смешивания осуществлялась оптимальная организация подачи смешиваемых компонентов в смешивающую машину. Исходная постановка рассматриваемой задачи сформулирована в следующем виде. Пусть имеется т смешиваемых компонентов, количество которых в смешиваемой массе

т п,

равно п\,пг.....пт, £ л,- = N, а их процентное содержание = —.

1=1 N

Подача компонентов в смешивающую машину осуществляется последовательно или последовательно-параллельно (при параллельной подаче компонентов получается тривиальное решение задачи).

Требуется определить такую последовательность подачи компонентов, чтобы минимизировать средневзвешенное значение дисперсий процентного состава (коэффициент вариации) по каждому компоненту на каждом шаге их подачи.

где к — число последовательных циклов подачи; Ху - текущее содержание компонентов смеси нау'-м шаге подачи.

В такой постановке имеем задачу целочисленного программирования, в которой рекуррентное соотношение для определения оптимальных значений ху на каждом шаге последовательной процедуры задается уравнением Беллмана.

(14)

у=1«=1 -х0./

На втором этапе при заданной производительности для улучшения процесса смешивания необходимо, чтобы в машине находилось как можно больше материала. Это условие выполняется, если правая часть (5) после интегрирования при произвольном значении высоты h(x) будет максимальной

тт

J x(i)a>(t)di = шах . (15)

О

Дополняя этот функционал условием нормирования функции веса

[ш(0А = 1, (16)

о

получим вариационную задачу для вычисления переходной характеристики А(0 с дополнительным условием в виде изопериметрическо-го ограничения (16).

Тогда после подстановки условий задачи в уравнение Эйлера— Лагранжа и его решения, получим:

<в(0 = 1, (17)

что дает линейную переходную характеристику.

Оптимизация процессов переработки продукта проводилась без учета особенностей технологии этих процессов. Рассматривался частный случай улучшения динамики эгих процессов, обеспечивающий получение максимального быстродействия. Для этих целей был разработан алгоритм оптимально-адаптивного управления с использованием прогнозирующе-настраиваемой модели (рисунок 5). В контуре оптимального управления такая модель выполняет функции компенсатора запаздывания, а в контуре адаптивного управления -функции настраиваемой модели.

В шестой главе рассмотрены вопросы синтеза и анализа систем управления для СМА. Синтез систем управления проводился на основе принципа подчиненно-координирующего управления в рамках системного подхода с декомпозицией задач управления в соответствии с принятой иерархией построения систем управления (см. рисунок 2).

Построение системы управления предлагается осуществлять «снизу вверх», последовательно проводя синтез управления для отдельных машинных агрегатов, подсистемы стабилизации производи-

тельности СМА и подсистемы управления технологическими процессами.

В соответствии с организационным уровнем иерархии и принципом подчиненно-координирующего управления в машинном агрегате выделяются три последовательно соединенные части, включающие в себя электромеханические приводы, рабочие механизмы и рабочий или управляемый технологический процесс.

Для каждой из этих частей создаётся своя подсистема управления, причем внутренний контур управления решает задачу на исполнительном уровне, а внешний - на тактическом. Так как каждая из подсистем является, в общем случае, многомерной, то решение задачи конструирования системы управления может производиться путем разработки многомерных или одномерных регуляторов. В последнем случае необходимо разбиение подсистем управления на ряд параллельных контуров с введением, при необходимости, динамических компенсаторов, ослабляющих взаимное влияние контуров друг на друга.

Разработка внутренних контуров управления, т. е. контуров управления приводами и пространственными движениями рабочих органов, хорошо известна и осуществляется в соответствии с иерархией уровня управления. В рамках предложенного подхода на основе метода аналитического конструирования регуляторов была разработана система программного управления машинным агрегатом, представляющим собой плоский двухзвенный манипулятор.

Внешним контуром для машинных агрегатов является контур стабилизации мощности рабочего процесса. Автором установлено, что стабилизацию массоэнергетических параметров рабочего процесса целесообразно осуществлять с использованием принципа регулирования по отношению задания к регулируемому параметру в соответствии с алгоритмом

-1 к

Уз

1)_

где С/0(/), ио(; -1) - относительное значение регулирующей величины на г-м и (У + 1)-м шаге управления; у3, у{1 - 1) - заданное

(18)

и текущее значения регулируемого параметра (производительности или мощности рабочего процесса); к — параметр настройки.

Доказано, что при реализации такого принципа в объекте улучшаются условия стабилизации режимов, возбуждаемых внешними возмущениями, и удается осуществить переходный процесс, отвечающий условиям мягкого наведения (регулирования), с конечным временем при отсутствии перерегулирования.

По завершении синтеза системы управления машинным агрегатом ее можно рассматривать как новый объект управления, связывающий массоэнергетические параметры рабочего процесса агрегата с уставками его регуляторов.

На следующем высшем организационном уровне иерархии процесс построения системы управления будет аналогичным. Отдельные технологические процессы в порядке их подчиненности согласовываются по производительности и агрегируются в единый управляемый процесс. На иерархическом уровне управления сначала синтезируются подсистемы стабилизации технологических параметров, а затем разрабатывается подсистема стабилизации производительности СМА с альтернативой интеллектуального, адаптивного или неадаптивного управления.

При разработке систем управления технологическими параметрами особое внимание уделялось объектам с запаздыванием, работающим при наличии нестационарных возмущений.

Для таких объектов, работающих при наличии внешних возмущений, был использован метод статистической линеаризации и проведена сравнительная оценка различных методов адаптивного управления. Сопоставительный анализ различных технических средств и алгоритмов управления позволил остановиться на нейронных регуляторах и самонастраивающихся микропроцессорных регуляторах, реализующих идентификационный алгоритм дискретного адаптивного управления в функционально-адаптивной системе. Коэффициенты полиномов закона управления оценивались по робастному рекуррентному алгоритму стохастической аппроксимации. Робаст-ность алгоритма обеспечивалась введением в минимизируемый функционал функции минимального контраста (функции Хубера).

В таблице приведены сравнительные результаты различных методов управления нестационарным процессом отбора перерабатываемого продукта, обеспечивших точное дозирование его массы.

Тип регулятора Без регулятора ПИ- регулягор Адаптивный I — регулятор Экстраполя-ционный регулятор Нейронный регулятор

Ср. значение массы (кг) 11,0301 10,9964 11,0 11,03 10,863

СКО массы 5,7786 5,4044 4,6077 3,1172 1,798

Запаздывание в объектах было предложено компенсировать с использованием методов предиктивного управления. Структура, реализующая такой алгоритм, показана на рисунке 5.

Рисунок 5 — Структурная схема быстродействующей системы с прогнозирующе-настраиваемой моделью

В такой структуре синтез системы управления может быть проведен в два этапа с использованием хорошо разработанных методов. На первом этапе осуществляется синтез оптимального закона управления с рассмотрением альтернатив максимального быстродействия и линейно-квадратичного управления с последующим определением параметров оптимального регулятора (ОР), включаемого в основной контур управления. На втором этапе синтезируется закон управления в контуре адаптации с использованием альтернатив настраиваемых моделей и рекуррентных методов оценивания и идентификации, в результате которых определяются параметры настраиваемой модели

(НМ) и блока настройки (БН). Для рассматриваемого класса объектов по результатам анализа качества управления по временным и частотным критериям предпочтение было отдано быстродействующим регуляторам и настраиваемым моделям.

Приложения содержат результаты экспериментальных исследований, а также документы и материалы, подтверждающие результаты внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Установлены общие тенденции управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов, выявлены особенности такого управления и определены пути его совершенствования.

2 В рамках системного подхода с использованием общей теории систем на организационном уровне иерархии предложена структура подчиненно-координирующего управления непрерывными процессами, обобщенная на классе поточных линий по переработке хлопка.

3 На основе иерархии принятия решений в структуре системы подчиненно-координирующего управления при переходе к высшему уровню предложено последовательно усложнять управление от программного через адаптивное к нечеткому фази- и нейроуправлению.

4 Исходя из концептуального подхода к построению систем машинных агрегатов, на иерархическом уровне математического описания с использованием экспериментально-теоретического подхода разработаны математические модели машинных агрегатов и протекающих в них процессов.

5 В результате анализа математических моделей получен критерий эффективности работы машинных агрегатов. Таким критерием является удельный расход энергии, затрачиваемой на единицу массы перерабатываемого продукта.

6 Установлено наличие в объектах управления временного запаздывания, обусловленного конечным временем распространения возмущений в среде, где протекает управляемый процесс и наблюдается возникновение режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями, появляющимися из-за нестационарности параметров среды.

7 На основе системного подхода с использованием структурной декомпозиции получена математическая модель системы машинных агрегатов в пространстве состояний и определены ее основные свойства. Установлено, что рассматриваемая линеаризованная модель системы является управляемой, не вполне наблюдаемой, неустойчивой и плохо обусловленной и поэтому требует обязательного автоматического управления.

8 Исходя из рассматриваемых задач управления системами машинных агрегатов, при анализе основных задач и методов идентификации предпочтение было отдано идентификации с прогнози-рующе-настраиваемой моделью, корреляционному методу идентификации и рекуррентным и нейросетевым методам оценивания и идентификации параметров временных рядов, генерируемых системой. В тех случаях, когда имелась возможность проведения активных экспериментов, применялись методы теории планирования эксперимента, элементы корреляционного, дисперсионного и спектрального анализов.

9 Техническая поддержка идентификационных задач осуществлялась специально разработанным 30-канальным информационно-вычислительным комплексом, отличительной особенностью которого является возможность инициализации измерительных каналов от сигналов датчиков положения рабочих органов машинного агрегата. В качестве программного обеспечения использовались интерактивная система выполнения инженерных и научных расчетов МАТЬАВ и различные ее приложения.

10 Обработка результатов идентификации с использованием теории оценок и проверки статистических гипотез подтвердила адекватность разработанных математических моделей.

11 Учитывая сложность системы машинных агрегатов, порождающую значительное множество и противоречивость задач управления, проведена декомпозиция общей задачи оптимизации на организационном уровне иерархии управления, поставлены задачи и определены критерии оптимизации.

12 Проведена оптимизация режимов работы машинных агрегатов и происходящих в них процессов с использованием методов вариационного исчисления, принципа максимума, динамического и нели-

немного программирования, в результате чего определены структуры систем оптимального управления и получен ряд оригинальных конструктивных, структурных и схемотехнических решений.

13 С использованием метода динамического программирования найден закон оптимального векторного управления вентильным приводом, удовлетворяющий критерию минимума разности векторов фактического и желаемого напряжений питания двигателя при максимуме развиваемого момента.

14 Методом вариационного исчисления проведена оптимизация рабочего процесса взаимодействия рабочих органов машинного агрегата с обрабатываемой средой по критерию минимума энергозатрат на его поддержание, что позволило на 15 % снизить расход энергии и определить структуру системы управления.

15 Проведена оптимизация процесса смешивания, в результате чего методом целочисленного программирования решена задача последовательно-параллельной подачи смешиваемых компонентов на переработку и методом вариационного исчисления найдены оптимальные режимы работы смешивающей машины.

16 На основе принципа максимума разработан быстродействующий регулятор стабилизации параметров технологических процессов, протекающих в машинных агрегатах, позволивший в 2-3 раза повысить быстродействие системы.

17 Разработаны методы синтеза и анализа управления системами машинных агрегатов с использованием метода пространства состояний, подчиненно-координирующего управления и принципа регулирования по отношению, ориентированные на поддержание неустойчивых и плохо управляемых по входу режимов работы. Выявлены особенности возникновения таких режимов, причины и источники их возникновения. В результате удалось на 30 % снизить среднеквадратичное отклонение регулируемого параметра по сравнению с традиционными методами регулирования.

18 Для улучшения качества управления предложено использование нейронных сетей, прогнозирующе-настраиваемых моделей управляемых процессов, которые в контуре управления выполняют функцию компенсатора запаздывания, а в контуре адаптации -функцию настраиваемой модели, что позволило в 2-3 раза повысить

быстродействие и на 10 - 20 % уменьшить дисперсию регулируемого параметра.

19 В результате разработанных методов анализа и синтеза, на основе системного подхода и введенной иерархии их построения решена задача управления непрерывными процессами в поточных линиях предпрядения, что позволило на 40 % уменьшить среднеквадратичное отклонение номера чесальной лены.

20 Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в производстве при построении систем управления сложными объектами и, в частности, поточными линиями по переработке хлопка. Системный подход, использованный при построении систем управления машинными агрегатами, и иерархический принцип построения делают их открытыми для использования современных методов управления и легко интегрируемыми в современные БСАБА- системы.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Семенов А. Д. Управление непрерывными процессами в системах машинных агрегатов: Монография. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. - 229 с.

2 Семенов А. Д. Асинхронный привод ударно-вибрационных машин / А. Д. Семенов, Г. Б. Онищенко // Промышленная энергетика. -№ 9.- 1988.-С. 30-32.

3 Семенов А. Д. Информационно-измерительная система вибрационных параметров текстильных машин / А. Д. Семенов, Ю. В. Матвеев, М. Г. Мясников, В. С. Николаев, Н. М. Основин, А. М. Юрасов // Приборы и системы управления. - № 3. — 1990. - С. 21-23.

4 Семенов А. Д. Снижение неравномерности подачи многокомпонентных смесей кипным питателем с верхним отбором волокна / А. Д. Семенов, А. А. Левин, И. Н. Мараканов // Технология текстильной промышленности. Изв. вузов. - № 5. - 1991. - С. 18-21.

5 Семенов А. Д. Определение параметров управления процессом верхнего отбора волокна из кип / А. Д. Семенов, В. П. Власов И Технология текстильной промышленности. Изв. вузов. - № 6. - 1993. -С. 21-24.

6. Семенов А. Д. Повышение эффективности смешивания многокомпонентных смесей / А. Д. Семенов, А. А. Маров // Текстильная промышленность. - № 1. - 1997. - С. 14-17.

7 Семенов А. Д. Математическая модель взаимодействия рабочих органов текстильных машин разрыхлительно-трепального агрегата с обрабатываемой средой / А. Д. Семенов, В. В. Волков // Технология текстильной промышленности. Изв. вузов. — № 3 (255). - 2000. -С. 97-99.

8 Семенов А. Д. Оптимизация режимов работы кипного питателя с верхним отбором волокна / В. Ю. Баталин, В. В. Волков, А. Д. Семенов // Технология текстильной промышленности. Изв. вузов. -№ 5 (257). - 2000. - С. 100-104.

9 Семенов А. Д. Стабилизация процессов дискретного дозирования на основе идентификационного алгоритма адаптивного управления в параметрически адаптивной системе // Датчики и системы. -№ 10.-2003.-С. 49-59.

10 Семенов А. Д. Оценка параметров механических характеристик текстильных машин / А. Д. Семенов, В. В. Волков // Технология текстильной промышленности. Изв. вузов. - № 5 (280). - 2004. -С.101-102.

11 Семенов А. Д. Повышение эффективности управления параметрами электропривода в текстильных машинах в переходных режимах пуска и торможения // Пути повышения эффективности использования современных текстильных машин и оборудования хлопчатобумажного производства: Сб. докл. Всесоюз. конф. - Пенза, 1982.-С. 56-58.

12 Семенов А. Д. Об оптимальном импульсном управлении тири-сторным асинхронным электроприводом при двухфазной и трехфазной коммутации статорных обмоток // Автоматизация технологических процессов и промышленных установок: Сб. докл. науч.-техн. конф. - Пермь. - 1982. - С. 44-45.

13 Семенов А. Д. Оптимальное векторно-импульсное управление асинхронным электродвигателем / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин // Вопросы исследования и проектирования машин прядильного оборудования: Сб. науч. тр. ВНИЛТЕКМАШ. - М„ 1983. - С. 84-89.

14 Семенов А. Д. Методика расчета приводных характеристик текстильных машин / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин // Вопросы исследования и проектирования машин прядильного оборудования: Сб. науч. тр. ВНИЛТЕКМАШ. - М., 1983. - С. 106-114.

15 Семенов А. Д. Оптимизация режимов работы автоматического кипного питателя с верхним отбором волокна / А. Д. Семенов,

B. П. Сашкин // Оборудование прядильного производства и средства электронного контроля и управления технологическими процессами: Сб. науч. тр. ВНИЛТЕКМАШ. - М., 1987. - С. 3-9.

16 Семенов А. Д. Выбор рациональных режимов работы кипного питателя с верхним отбором волокна / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин // Создание, исследования, средства контроля и управления технологическими процессами в прядильном производстве: Сб. науч. тр. ВНИЛТЕКМАШ. - М., 1989. - С. 3-9.

17 Семенов А. Д. О влиянии неравномерности высоты волокна в камерах модульной смешивающей машины на эффективность смешивания // Новое в прядении натуральных и химических волокон: Межвуз. сб. науч. тр. - М.: МТИ, 1990. - С. 10—12.

18 Семенов А. Д. Автоматизация поточной линии «кипа-лента» с использованием двухпозиционного регулирования скорости рабочих органов агрегатов / А. Д. Семенов, А. В. Брюхачев // Проблемы создания, освоения и внедрения современных автоматизированных прядильных производств: Сб. докл. Всесоюз. семинара. - Пенза, 1990 . -

C. 18-19.

19 Семенов А. Д. Управление объектами без самовыравнивания при наличии транспортного запаздывания / А. Д. Семенов, А. В. Брюхачев, В. В. Котов // Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования: Сб. докл. Межресп. конф. - Тамбов, 1993. - С. 196.

20 Семенов А. Д. Субоптимальная по быстродействию система адаптивного регулирования с идентификацией параметров / А. Д. Семенов. А. В. Брюхачев, В. В. Котов// Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного модулирования: Сб. докл. Межресп. конф. - Тамбов, 1993. -С. 378-380.

21 Семенов А. Д. Синтез алгоритма экстраполяции для АСУ процессом верхнего отбора волокна из кип / А. Д. Семенов, В. П. Власов // Элементы и приборы систем измерения и управления автоматизированных производств: Межвуз. сб. научн, тр. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1995.-С. 133-137.

22 Семенов А. Д. Моделирование распределенных систем управления при их территориально-агрегатной организации / А. Д. Семенов, В. В. Усманов // Информационные технологии в моделировании и управлении: Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - СПб., 1996. -С.45-47.

23 Семенов А. Д. Оптимизация режимов механической обработки при неоднородности параметров обрабатываемого материала / А. Д. Семенов, И. И. Артемов, В. Ю. Баталин // Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем. Тр. Междунар. науч.-техн. конф. -Пенза, 1996.-С. 59-62.

24 Семенов А. Д. Оптимизация параметров рабочих процессов в машинных агрегатах / А. Д. Семенов, В. КХ Баталин, В. В. Усманов // Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем. Тр. Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза, 1996. - С. 64-66.

25 Семенов А. Д. Повышение эффективности смешивания многокомпонентных смесей при параллельно-последовательной подаче компонентов // Непрерывная и смежная логики в технике, экономике и социологии: Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. Пенза, 1996. -С.154-155.

26 Семенов А. Д. Идентификация параметров многоэлементных схем замещения с использованием настраиваемой модели неминимальной реализации // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999. -С. 77-79. •

27 Семенов А. Д. Нелинейный регулятор / А. Д. Семенов, Д. В. Артамонов // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003. - С. 61-66.

28 Семенов А, Д. Нелинейное управление на основе моделей Вольтера / А. Д. Семенов, Д. X. Акчурин, М. А. Щербаков // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. науч. тр. -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003. - С. 66-69.

29 Семенов А. Д. Повышение точности работы машинного агрегата с использованием метода аналитического конструирования регуляторов движения / А. Д. Семенов, Д. В. Артамонов // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. науч. тр. -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003. - С. 69-74.

30. Семенов А. Д. Расчет на ЭВМ элементов и систем автоматического регулирования: Учеб. пособие / А. Д. Семенов, А. В. Брюхачев, В. В. Волков. - Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1989. - 59 с.

31 Семенов А. Д. Расчет динамических режимов электроприводов машин: Учеб. пособие / А. Д. Семенов, В. В. Волков, А. А. Маров, А. Е. Шаролапов. - Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1993.,- 29 с.

32 Семенов А. Д. Основы теории линейных систем автоматического управления: Учеб. пособие / А. Д. Семенов, Д. В. Артамонов. -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. - 130 с.

33 Семенов А. Д. Идентификация объектов управления: Учеб. пособие / Семенов А. Д., Артамонов Д. В., Брюхачев А. В. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - 143 с.

34 А. с. 570083 СССР, МКИ 3 G10 L 1/2. Устройство фазового разделения акустических сигналов кинематических пар вращающихся механизмов / П. А. Панин, А. А. Семенов, А. Д. Семенов. - Опубл. 25.08.77, Бюл. №31.

35 А. с. 661515 СССР, МКИ 3 G05 В 23/02. Устройство для централизованного контроля / А. А. Семенов, А. Д. Семенов, П. А. Панин. - Опубл. 05.05.79, Бюл. № 17.

36 А. с. 726642 СССР, МКИ 3 Н02 Р 5/16. Устройство для управления электродвигателем постоянного тока / А. Д. Семенов, В. А. Ка-щеева, И. К. Хрусталев. - Опубл. 05.04.80, Бюл. № 13.

37 А. с. 748779 СССР, МКИ 3 Н02 Р 13/16. Цифровое фазосдви-гающее устройство / В. Ю. Баталин, В. В. Кащеева, А. И. Кузьменко,

A. Д. Семенов. - Опубл. 15.07.80, Бюл. № 26.

38 А. с. 866184 СССР, МКИ 3 Н02 Р 13/16. Устройство для фазового управления преобразователем / В. Ю. Баталин, А. И. Кузьменко,

B. А. Кащеева, А. Д. Семенов. - Опубл. 30.11.81, Бюл. № 44.

39 А. с. 1056415 СССР, МКИ 3 Н02 Р 5/28. Устройство для управления асинхронным электродвигателем / А. Д. Семенов, В. П. Саш-кин. - Опубл. 23.11.83, Бюл. № 43.

40 А. с. 1165511 СССР, МКИ 3 В21 D 39/06. Устройство для импульсной развальцовки труб / А. Д. Семенов, В. Б. Моисеев,

A. И. Овчинников, Е. Н. Тринев. - Опубл. 07.07.85, Бюл. № 25.

41 А. с. 1214961 СССР, МКИ 3 F16 Н 7/12. Привод текстильной машины / Н. М. Основин, Г. Д. Лузгин, А. Д. Семенов, А. А. Мэров. - Опубл. 28.02.86, Бюл. № 8.

42 А/с. 1359880 СССР, МКИ 3 Н02 Р 5/40. Способ управления асинхронным электродвигателем / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин. -Опубл. 15.12.87, Бюл. № 46.

43 А. с. 1432104 СССР, МКИ 3 D01 Н 5/38. Устройство для измерения линейной плотности волокнистого продукта / А. А. Левин,

B. С. Николаев, А. Д. Семенов. - Опубл. 23.10.88, Бюл. № 39.

44 А. с. 1557202 СССР, МКИ 3 D01 G 7/00. Способ управления кипным питателем с верхним отбором волокна / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин, В. П. Хавкин. - Опубл. 15.04.90, Бюл. № 14.

45 А. с. 1590492 СССР, МКИ 3 D01 Н 1/20. Привод текстильной машины / В. Ю. Баталин, Б. А. Малев, Ю. И. Климухин, А. Д. Семенов, В. П. Сашкин. - Опубл. 07.09.90, Бюл. № 33.

46 А. с. 1640232 СССР, МКИ 3 D01 Н 13/32. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия / М. Г. Мясников, Н. М. Основин, А. Д. Семенов, А. Ю. Константинов, В. С. Николаев. - Опубл. 07.04.91, Бюл. № 13.

47 А. с. 1670002 СССР, МКИ 3 D01 G 13/00. Машина для смешивания волокнистого материала / А. Ю. Баталин, А. Д. Семенов, В. Н. Терентьев, В. П. Сашкин. - Опубл. 15.08.91, Бюл. № 30.

48 А. с. 1675422 СССР МКИ 3 D01 G 23/06. Устройство управления поточной линией по переработке волокнистых материалов /

A. Д. Семенов, В. П. Сашкин, В. Н. Терентьев. - Опубл. 07.09.91, Бюл. №33.

49 Пат. 1833443 СССР, МКИ 3 D01 G 7/00. Способ управления питанием поточной линией волокнистым продуктом и устройство для его осуществления / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин, А. В. Брюхачев,

B. Н. Терентьев. - Опубл. 07.08.93, Бюл. № 29.

50 Пат. 2037573 РФ МКИ 3 D01 G 13/00. Устройство для смешивания волокнистого материала / А. Д. Семенов, А. А. Маров, В. Н. Терентьев, А. М. Юрасов. - Опубл. 19.06.95, Бюл. № 17.

Методы и средства управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов

Специальности: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение) и 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Редактор О. Ю. Ещина Технический редактор Н. А. Вьялкова Корректор Н. А. Сидельникова Компьютерная верстка Р. Б. Бердниковой

ИД№ 06494 от 26.12.01 Сдано в производство 14.02.06. Формат 60x84^/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,32. _Заказ № 85. Тираж 100._

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40.

Введение

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМИ ПРОЦЕССАМИ В СИСТЕМАХ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

1.1. Определение систем машинных агрегатов

1.2. Иерархия систем машинных агрегатов

1.3. Методы математического описания систем машинных агрегатов

1.4. Методы и задачи управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов

1.5. Выводы

2. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

2.1. Выбор объекта исследования и его описание

2.2. Организационная структура объекта управления

2.3. Структура математического описания объекта управления

2.4. Структура принятия решений в системах машинных агрегатов

2.5. Выводы

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

3.1. Модель обобщенного электромеханического преобразователя энергии с учетом насыщения магнитной системы

3.2. Матричный метод построения моделей голономных механических систем с линейными стационарными связями

3.3. Модель контактного взаимодействия рабочих органов машинного агрегата с обрабатываемой средой

3.4. Модель процесса отбора перерабатываемого продукта

3.5. Модель процесса смешивания

3.6. Модель процесса формирования настила бункерным накопителем

3.7. Модель процесса переработки продукта ИЗ

3.8. Динамика процесса массообмена в системе машинных агрегатов

3.9. Выводы

4. ОЦЕНИВАНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

4.1. Обзор методов и постановка задачи идентификации

4.2. Технические и программные средства идентификации

4.3. Идентификация параметров схемы замещения асинхронного двигателя с использованием настраиваемых моделей

4.4. Оценка момента инерции и момента статического сопротивления машинного агрегата по кривой выбега

4.5. Идентификация процесса взаимодействия рабочих органов машинного агрегата с обрабатываемой средой методом наименьших квадратов

4.6. Оценка параметров процесса отбора перерабатываемого продукта с использованием динамических нейронных сетей

4.7. Проверка статистической гипотезы об адекватности модели процесса смешивания

4.8. Идентификация процесса формирования настила с использованием настраиваемых моделей и нейронных сетей

4.9. Оценка параметров АРСС - модели процесса переработки продукта обобщенным рекуррентным методом наименьших квадратов

4.10. Выводы

5. ОПТИМИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

5.1. Постановка задачи оптимизации систем машинных агрегатов

5.2. Оптимизация режимов работы асинхронного привода при векторном управлении

5.3. Минимизация расхода энергии на поддержание рабочих процессов в машинных агрегатах

5.4. Оптимизация процесса отбора перерабатываемого продукта

5.5. Оптимизация процесса смешивания

5.6. Улучшение динамики процессов переработки продукта с использованием прогнозирующе - настраиваемых моделей

5.7. Выводы

6. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МАШИННЫМИ АГРЕГАТАМИ

6.1. Общие принципы построения систем управления

6.2. Линейно-квадратичное управление движением рабочих органов машинного агрегата

6.3. Стабилизация мощности рабочих процессов машинного агрегата на основе принципа регулирования по отношению

6.4. Сравнительная оценка методов адаптивного управления процессом отбора перерабатываемого продукта

6.5. Системы управления процессом смешивания

6.6. Синтез позиционного управления процессом формирования настила бункерным накопителем на основе метода статистической линеариза- 262 ции

6.7. Быстродействующая адаптивная система управления процессом переработки продукта с использованием прогнозирующе - настраиваемых моделей

6.8. Каскадная позиционная система стабилизации производительности машинных агрегатов

6.9. Выводы

Актуальность темы. Создание на научной основе систем управления технологическими процессами, протекающими в системах машинных агрегатов (СМА), объединенных в организационно-технологические комплексы, их последовательная декомпозиция по иерархическим уровням и интеграция в единую систему сбора и обработки данных и оперативного управления повышает эффективность технологического процесса и качество выпускаемой продукции. Характерной особенностью технологических процессов, происходящих в СМА, является высокая производительность и, как следствие, большие объемы перерабатываемой продукции.

Отсюда вытекает актуальность задачи повышения эффективности управления непрерывными процессами в СМА, успешное решение которой позволяет повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить расход сырьевых ресурсов.

Основным назначением систем управления машинными агрегатами является обеспечение воспроизводимости, стабильности и устойчивости протекающих в них управляемых процессов. С точки зрения задач управления условия воспроизводимости и стабильности соответствуют условиям их стационарности и эргодичности, а условия устойчивости имеют одинаковый смысл. Следовательно, основной проблемой управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов является проблема обеспечения условий стационарности, эргодичности и устойчивости управляемых технологических процессов, протекающих в СМА.

Сложность решения этой проблемы обусловлена неточностью отображения бесконечномерного пространства состояний управляемого процесса на конечномерное состояние управляющего процесса, определяемого конечным набором измерительных и исполнительных устройств. Следствием этого является: приближенность математических моделей, по которым синтезируется управление; наличие в объекте управления временного запаздывания, обусловленного конечным временем распространения возмущений в среде, где протекает управляемый процесс; возникновение в объекте управления режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями, возникающими из-за нестационарности параметров среды.

Преодоление трудностей управления, связанных с приближенностью математических моделей и наличием временного запаздывания, в настоящее время успешно осуществляется в рамках задач интеллектуального, адаптивного, робаст-ного и предиктивного управления. Вместе с тем задаче управления объектами, работающими в режимах нестационарных возмущений и плохо управляемыми по входу, уделяется значительно меньше внимания.

Практика разработки подобных систем показала, что создание соответствующего современному уровню программно-аппаратного обеспечения сложных систем управления требует больших затрат времени и средств с привлечением высококвалифицированных специалистов. Поэтому проблема единого методологического подхода к созданию информационно-алгоритмических структур объектов управления и создание на этой основе высокоэффективных систем управления является актуальной.

Научная проработка темы диссертационной работы велась в рамках комплексных целевых научно-технических программ межотраслевого (МНТК «Текстиль», «Текстиль России») и отраслевого (Минтекстильмаш, Минсредмаш) значения. Прикладные задачи, решаемые в диссертационной работе, выполнялись в рамках хоздоговорных работ в соответствии с планами НИР и ОКР НИЭКИП-МАШ (г. Пенза), АО КУЗТЕКСТИЛЬМАШ (г. Кузнецк), KRENHOLM KETRUSE AS (г. Нарва).

Целью работы является повышение качества управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов на основе системного подхода с использованием иерархического подчиненно - координирующего управления, оптимизации режимов работы машинных агрегатов, реализации принципа регулирования по отношению, а также разработка методов и средств автоматизации, дающих большой экономический эффект и имеющих важное народнохозяйственное значение.

Задачи исследований.

1. Выявить основные причины, снижающие эффективность управления непрерывными технологическими процессами в СМА и определить пути ее повышения.

2. Разработать научно обоснованный подход к построению иерархических систем управления, используемых в системах автоматизации распределенных организационно - технологических комплексов на основе теории иерархических систем, экспериментальных исследований, теоретического анализа и математического моделирования процессов, протекающих в СМА.

3. Построить математические модели машинных агрегатов, их систем и происходящих в них процессов, позволяющие рассматривать систему машинных агрегатов как объект управления, установить причины, вызывающие возникновение неблагоприятных режимов работы объекта, и наметить пути, устраняющие возникновение таких режимов.

4. Осуществить верификацию разработанных математических моделей с использованием современных методов оценивания и идентификации, включающих в себя рекуррентные методы, настраиваемые модели и динамические нейронные сети.

5. Определить целевые функции для локальных задач управления и провести оптимизацию режимов работы машинных агрегатов с использованием методов нелинейного и динамического программирования, вариационных методов и принципа максимума.

6. Провести синтез и анализ систем управления для СМА на основе подчиненно - координирующего управления в рамках системного подхода с декомпозицией задач управления в соответствии с принятой иерархией.

7. Внедрить результаты теоретических и экспериментальных исследований в производство.

Методы исследования. Поставленные задачи решались на основе методов современной теории управления, статистических методов оценивания и идентификации, методов параметрической оптимизации, динамического и нелинейного программирования, вариационных методов, численных и экспериментальных методов и средств вычислительной техники.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждена путем математических доказательств, цифрового моделирования, экспериментальных исследований и практической реализацией разработанных систем управления.

Научная новизна работы состоит в создании научных основ и методов построения автоматизированных систем управления непрерывными технологическими процессами, протекающими в машинных агрегатах, разработке алгоритмов контроля и управления такими системами, ориентированных на современные технические средства, заключается в создании комплекса математических, методологических и алгоритмических решений и определяется следующими положениями:

1. Получена многоуровневая иерархическая структура СМА, учитывающая территориально-агрегатный принцип ее построения и отвечающая условиям подчиненно - координирующего управления.

2. Разработаны и исследованы математические модели в конечномерном пространстве состояний для рассматриваемого класса объектов, базирующиеся на общей теории систем.

3. На основе анализа параметров временных рядов, генерируемых СМА в процессе ее нормальной эксплуатации, доказано существование в СМА режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями и плохо управляемых по входу. Установлено, что при возникновении таких режимов, вследствие ухудшения условия устойчивости, управляемости, наблюдаемости и адаптируемости СМА, снижается эффективность работы систем управления.

4. В соответствии с принятой иерархией построения СМА выбраны целевые функции для отдельных подсистем. Проведена оптимизация режимов работы машинных агрегатов с использованием методов нелинейного и динамического программирования, вариационного исчисления и принципа максимума.

5. Предложен принцип регулирования по отношению регулируемой величины к заданию в системах стабилизации массо-энергетических параметров рабочих процессов, протекающих в системе машинных агрегатов, в значительной степени компенсирующий неблагоприятное воздействие нестационарных внешних возмущений.

6. Разработан метод и алгоритм оптимально- адаптивного управления для неустойчивых и плохо управляемых объектов с запаздыванием с использованием прогнозирующе - настраиваемой модели, выполняющей в контуре оптимального управления функции компенсатора запаздывания, а в контуре адаптивного управления функции настраиваемой модели.

Практическая значимость работы заключается в разработке современных научно обоснованных методов и средств управления непрерывными технологическими процессами, протекающими в системах машинных агрегатов, в частности, автоматизированными поточными линиями по переработке хлопка.

1. Введенная иерархия СМА позволила на основе подчиненно - координирующего управления провести рациональную декомпозицию глобальной задачи управления на ряд подзадач, упростить программно- аппаратное обеспечение, формализовать анализ и синтез систем, сократить затраты на проектирование и повысить надежность их работы.

2. Математическое моделирование процессов, протекающих в СМА, дало возможность определить критерий эффективности работы машинных агрегатов, обоснованно подойти к решению задач оптимального управления, выявить основные факторы, влияющие на стабильность протекания технологических процессов.

3. Проведенная оптимизация режимов работы машинных агрегатов уменьшила энергозатраты на поддержание рабочих процессов, снизила информационную поддержку процессов управления и повысила их устойчивость.

4. На основе синтеза систем управления машинными агрегатами предложен принцип регулирования по отношению, стабилизирующий протекание технологических процессов в условиях нестационарных внешних возмущений, а также разработан оптимально - адаптивный регулятор, обеспечивающий высокое качество процессов управления, и, как следствие, значительно уменьшающий коротковолновую и длинноволновую неровноту конечного продукта (холст, лента).

Реализация результатов работы.

1. Разработаны и внедрены в НИЭКИПМАШ (г. Пенза) многоканальная информационно-вычислительная система контроля технологических параметров текстильных машин и стенд для испытания вентильных электроприводов.

2. Внедрены на KRENHOLM KETRUSE AS (г. Нарва) система управления непрерывной поточной линией "кипа-лента", включающая в себя позиционную подсистему регулирования производительности и оптимально-адаптивную систему стабилизации номера кардной чесальной ленты, АРМ инженера-технолога по подготовке исходного сырья для переработки.

3. В ОАО КУЗТЕКСТИЛЬМАШ (г. Кузнецк) приняты к внедрению: подсистема управления производительностью кипного питателя АП-18М, подсистема регулирования производительности трепальной машины МТБ-1 и система регулирования производительности поточных линий.

4. В НПО «ПЕНЗХИММАШ» внедрен развальцовочный стенд с регулируемым ограничением крутящего момента

5. Разработанные математические модели технологических процессов в виде методик, алгоритмов и программ используются в НИЭКИПМАШ, ОАО «КУЗТЕКСТИЛЬМАШ», ОАО «МАЯК», НПФ «КРУГ», ООО «АВТОМАТИКА » при проектировании и испытаниях нового оборудования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 .Иерархическая организация систем машинных агрегатов, учитывающая территориально-агрегатный принцип ее построения и отвечающая условиям подчиненно - координирующего управления;

2. Математические модели рассматриваемого класса объектов, базирующиеся на общей теории систем и методе пространства состояний, обеспечивающие условия управляемости, наблюдаемости, устойчивости и минимальной реализации закономерностей, связывающих входные воздействия с выходными величинами;

3. Результаты параметрической идентификации управляемых процессов, протекающих в машинных агрегатах, устанавливающие снижение эффективности работы систем управления за счет возникновения режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями и плохо управляемых по входу;

4. Алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами, протекающими в системах машинных агрегатов;

5. Принцип регулирования по отношению массо - энергетических параметров управляемых процессов в значительной степени компенсирующий неблагоприятное воздействие нестационарных внешних возмущений;

6. Метод оптимально-адаптивного управления объектами с транспортным запаздыванием, работающими в неустойчивых и плохо управляемых режимах, основанный на использовании прогнозирующе - настраиваемой модели;.

7. Результаты практического использования методов и средств управления

СМА.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных и всероссийских конференциях, совещаниях и семинарах. К их числу относятся: Всесоюзная конференция "Пути повышения эффективности использования современных текстильных машин и оборудования", (Пенза, 1982), "Всесоюзная конференция "Основные направления в развитии оборудования для хлопкопрядения", (Пенза, 1984), Всесоюзная конференция "Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в создании хлопкопрядильного оборудования", (Пенза, 1985), Всесоюзная конференция "Перспективы развития оборудования хлопкопрядильного производства, повышение его технологического уровня и конкурентоспособности" (Пенза,

1988), Всесоюзный семинар "Опыт работы по снижению шума и повышению надежности при создании и эксплуатации технологического оборудования", (Пенза,

1989), Всесоюзный семинар "Проблемы создания, освоения и внедрения современных автоматизированных прядильных производств" (Пенза, 1990), Межреспубликанская конференция " Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования", (Тамбов, 1993), Международная научно-техническая конференция "Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем" (Пенза, 1996), X Международная конференция "Математические методы в химии и химической технологии" (Тула, 1996), Международная научно-техническая конференция "Информационные технологии в моделировании и управлении" (С-Петербург, 1996), Юбилейная научно-техническая конференция С.- Петербургского Государственного университета технологии и дизайна (С- Петербург, 2000), 4 Международная научно - практическая конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права" (Сочи, 2003), Международная научно - техническая конференция "Проблемы автоматизации и управления в технических системах" (г. Пенза, 2004), а также на научно-технических конференциях Пензенского государственного университета и Пензенского технологического института.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 60 печатных работ, в том числе, монография, 4 учебных пособия, получено 15 авторских свидетельств и 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 250 наименований, 3 приложений, содержит 312 страниц основного текста, 156 рисунков и 11 таблиц.

6.9. Выводы по главе 6

1. В результате рассмотрения общих принципов управления сложными системами и введенной иерархии СМА, предложен принцип подчиненно-координирующего управления.

2. В соответствии с этим принципом проводится декомпозиция объекта управления на организационном уровне иерархии. Последовательно проводится синтез управлений, начиная с низшего организационного уровня приводов машинного агрегата и заканчивая высшим организационным уровнем технологических или производственных процессов. Причем синтезируемая на низшем уровне иерархии система управления агрегируется в обобщенный объект высшего организационного уровня, и ее свойства учитываются при последующем проектировании управления для высшего уровня.

3. Из принципа подчиненно-координирующего управления следует, что по мере перехода от низшего организационного уровня к высшему, повышается и иерархический уровень принятия решений в системах управления, начиная от простейшего циклового или программного управления, затем адаптивного и, наконец, интеллектуального.

4. В рамках предложенного подхода к построению систем управления на первом этапе была разработана позиционная система программного управления машинным агрегатом, обеспечивающая постоянство нормальной силы в точке контакта рабочих органов со средой при движении рабочих органов с регулируемой скоростью. Поиск оптимальных управлений осуществлялся методом аналитического конструирования регуляторов на основе минимизации функционала обобщенной работы системы. Доказано, что возможно раздельное управление машинным агрегатом (манипулятором), когда один привод стабилизирует усилие взаимодействия (нормальную силу N), а другой - регулирует скорость перемещения рабочих органов по заданной траектории.

5. При разработке системы управления рабочими процессами было установлено, что в объекте возникают режимы, возбуждаемые нестационарными возмущениями, плохо управляемые по входу. В этом случае регулирование с помощью обратной связи оказывается неэффективным, а введение линейных регуляторов для стабилизации параметров практически не улучшает качество регулирования, а в некоторых случаях даже ухудшает вплоть до потери устойчивости.

6. Для эффективного управления объектом на основе принципа регулирования по отношению был разработан закон управления и регулятор, реализующий простой рекуррентный алгоритм экстраполяционного восстановления регулируемого параметра, позволивший на 40% снизить среднеквадратичное отклонение регулируемого параметра по сравнению с традиционными методами регулирования .

7. Была проведена оценка эффективности различных алгоритмов управления процессом отбора по экспериментальной обучающей выборке изменения снимаемой массы. Оценке подвергались системы с ПИ - регулятором, самонастраивающимся регулятором, регулятором с эктраполяционным восстановлением и нейронным регулятором. Сравнение различных регуляторов по величине среднеквадратичной ошибки позволило отдать предпочтение нейронному и экстрапо-ляционному регулятору.

8. Как показали исследования процесса смешивания в системе машинных агрегатов, эффективное смешивание может быть достигнуто в случае, если постоянная времени машины кратна времени одного цикла загрузки всех смешиваемых компонентов. Выполнение этого условия может быть достигнуто путем стабилизации массы смешиваемых продуктов, находящихся в машине, производительности машины и времени цикла загрузки. В связи с этим система управления смешиванием должна включать в себя три подсистемы, осуществляющие стабилизацию вышеназванных параметров.

9. Невысокая информационная поддержка процесса смешивания не позволяет непосредственно измерять массу смешиваемых продуктов, находящихся в машине и ее производительность, поэтому было предложено управление этим процессом осуществлять путем стабилизации уровня заполнения камер смешивающей машины, оценивая по этому показателю массу смешиваемых продуктов, находящихся в машине и стабилизации времени одного цикла загрузки. Стабилизация производительности возлагается на систему высшего уровня управления. На этой основе разработаны два варианта системы управления процессом смешивания, реализующие синхронную и асинхронную по требованию работу агрегатов.

10. Исходя из особенностей процесса формирования настила бункерным накопителем, была разработана нелинейная двухпозиционная система регулирования плотности настила. Проведенные исследования системы методом статистической линеаризации позволили свести задачу проектирования управления к классической задаче регулирования по минимуму среднеквадратичной ошибки.

11. Разработка системы управления процессами переработки волокнистой массы осуществлялась как быстродействующей оптимально - адаптивной системы с нелинейным регулятором и прогнозирующе - настраиваемой моделью неминимальной реализации. На основе принципа максимума было синтезировано оптимальное по быстродействию управление и получено уравнение поверхности переключения, реализующее такое управление. Введение такого управления позволило 2-3 раза повысить быстродействие системы по сравнению с линейным управлением.

12. В соответствии с концепцией децентрализованного управления предложено рассматривать систему управления СМА как интеллектуальную, содержащую два основных контура. В первом тактическом контуре управления, на основе оценивания информации о состоянии системы, получаемой от датчиков, наличии мотивации и знаний синтезируется цель управления. Во втором исполнительном контуре производится экспертная оценка текущего состояния системы, принимается решение об управлении, реализуется управление и осуществляется прогноз его результатов.

13. На тактическом уровне управления были проведены исследования различных вариантов построения системы и было показано, что основной ее задачей является задача согласования производительностей машинных агрегатов. В рамках традиционного подхода решение этой задачи осуществлялось путем стабилизации уровня продукта в накопительных бункерах машинных агрегатов.

14. Сопоставительный анализ различных вариантов систем стабилизации уровня позволил выбрать наиболее приемлемый с практической точки зрения вариант системы, построенной с использованием трехпозиционных регуляторов с предиктором, позволяющий простыми техническими средствами добиться приемлемого с практической точки зрения качества регулирования. Использование таких регуляторов в поточных линиях по переработке хлопка позволило на 40 % уменьшить среднеквадратичное отклонение номера чесальной ленты.

286

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлены общие тенденции управления непрерывными процессами в системах машинных агрегатов, выявлены особенности такого управления и определены пути его совершенствования.

2. Обосновано, что при разработке таких систем наиболее эффективен системный подход, а наиболее распространенным методом исследования является метод декомпозиции, основанный на иерархическом принципе ее построения и описания.

3. В рамках системного подхода с использованием общей теории систем на организационном уровне иерархии предложена структура подчиненно - координирующего управления непрерывными процессами, обобщенная на классе поточных линий по переработке хлопка.

4. На основе иерархии принятия решений предложено в структуре системы подчиненно - координирующего управления при переходе к высшему уровню последовательно усложнять управление от программного через адаптивное к нечеткому фази - и нейроуправлению.

5. Исходя из концептуального подхода к построению систем машинных агрегатов на иерархическом уровне математического описания с использованием экспериментально - теоретического подхода разработаны математические модели машинных агрегатов и протекающих в них процессов.

6. В результате анализа полученных математических моделей получен критерий эффективности работы машинных агрегатов. Таким критерием является удельный расход энергии, затрачиваемой на единицу массы перерабатываемого продукта.

7. Установлено наличие в объектах управления временного запаздывания, обусловленного конечным временем распространения возмущений в среде, где протекает управляемый процесс, и возникновение режимов, возбуждаемых нестационарными внешними возмущениями, возникающими из-за нестационарности параметров среды.

8. На основе системного подхода с использованием структурной декомпозиции получена математическая модель системы машинных агрегатов в пространстве состояний и определены ее основные свойства. Установлено, что рассматриваемая линеаризованная модель системы является управляемой, не вполне наблюдаемой, неустойчивой и плохо обусловленной и поэтому требует обязательного автоматического управления.

9. Исходя из рассматриваемых задач управления системами машинных агрегатов при рассмотрении основных задач и методов идентификации предпочтение было отдано идентификации с прогнозирующе - настраиваемой моделью, корреляционному методу идентификации и рекуррентным и нейросетевым методам оценивания и идентификации параметров временных рядов, генерируемых системой. В тех случаях, когда имелась возможность проведения активных экспериментов, применялись методы теории планирования эксперимента, элементы корреляционного, дисперсионного и спектрального анализа.

10. Техническая поддержка идентификационных задач осуществлялась специально разработанным 30-ти канальным информационно-вычислительным комплексом, отличительной особенностью которого является возможность инициализации измерительных каналов от сигналов датчиков положения рабочих органов машинного агрегата. В качестве программного обеспечения использовалась интерактивная система выполнения инженерных и научных расчетов MATLAB и различные ее приложения.

11. Обработка результатов идентификации с использованием теории оценок и проверки статистических гипотез подтвердила адекватность разработанных математических моделей.

12. Учитывая сложность системы машинных агрегатов, порождающую значительное множество и противоречивость задач управления, проведена декомпозиция общей задачи оптимизации на организационном уровне иерархии управления, поставлены задачи и определены критерии оптимизации.

13. Проведена оптимизация режимов работы машинных агрегатов и происходящих в них процессов с использованием методов вариационного исчисления, принципа максимума, динамического и нелинейного программирования, в результате чего определены структуры систем оптимального управления и получен ряд оригинальных конструктивных, структурных и схемотехнических решений.

14. С использованием метода динамического программирования найден алгоритм оптимального векторного управления вентильным приводом, удовлетворяющий критерию минимума разности векторов фактического и желаемого напряжения питания двигателя при максимуме развиваемого момента.

15. Методом вариационного исчисления проведена оптимизация рабочего процесса взаимодействия рабочих органов машинного агрегата с обрабатываемой средой по критерию минимума энергозатрат на его поддержание, что позволило на 15% снизить расход энергии и определить структуру системы управления.

16. Проведена оптимизация процесса смешивания, в результате чего методом целочисленного программирования решена задача последовательно - параллельной подачи смешиваемых компонентов на переработку и методом вариационного исчисления найдены оптимальные режимы работы смешивающей машины.

17. На основе принципа максимума разработан быстродействующий регулятор стабилизации параметров технологических процессов, протекающих в машинных агрегатах, позволивший в 2-3 раза повысить быстродействие системы.

18. Разработаны методы синтеза и анализа систем управления машинными агрегатами с использованием метода пространства состояний, подчиненно - координирующего управления и принципа регулирования по отношению, ориентированные на поддержание неустойчивых и плохо управляемых по входу режимов работы. Выявлены особенности возникновения таких режимов, причины и источники их возникновения. В результате удалось на 30 % снизить среднеквадратичное отклонение регулируемого параметра по сравнению с традиционными методами регулирования.

19. Для улучшения качества управления предложено использование нейронных сетей, прогнозирующее - настраиваемых моделей управляемых процессов, которые в контуре управления выполняют функцию компенсатора запаздывания, а в контуре адаптации - функцию настраиваемой модели, что позволило в 2-3 раза повысить быстродействие и на 10 -20 % уменьшить дисперсию регулируемого параметра.

20. В результате разработанных методов анализа и синтеза на основе системного подхода и введенной иерархии, решена задача управления непрерывными процессами в поточных линиях предпрядения, что позволило на 40 % уменьшить среднеквадратичное отклонение номера чесальной ленты.

21. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в производстве при построении систем управления сложными объектами и, в частности, поточными линиями по переработке хлопка. Системный подход, использованный при построении систем управления машинными агрегатами и иерархический принцип построения, делает их открытыми для использования современных методов управления и легко интегрируемыми в современные SCADA-системы.

290

1. Автоматическое проектирование систем автоматического управления / Под ред. В.В. Солодовникова.- М.: Машиностроение, 1989. -546 с.

2. Автоматический контроль и регулирование развеса текстильных материалов. / Хавкин В.П. и др. И.: Лёгкая индустрия, 1975.

3. Адлер 10. П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. -347 с.

4. Акамке X. Развитие стохастических методов. // Современные методы идентификации систем. / Под ред. П. Эйкхоффа.- М.: Мир, 1984,- 400 с.

5. Акоф Р. Искусство решения проблем. М.: Мир, 1982. -220 с.

6. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1986.- 262 с.

7. Александров А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем. М.: Энергия, 1986.- 272 с.

8. Алексеев А.А., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория управления. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999. - 435 с.

9. Андреев В.П., Сабинин Ю.А. Основы электропривода. М.-Л.: Госэнер-гоиздат, 1963.- 722 с.

10. Антонов А. Б., Долговяз В. А. О принципе построения оптимальных по быстродействию систем управления II Приборостроение. 1971. № 1. с. 42-45.

11. Артамонов Д.В., Семенов А.Д. Нелинейный регулятор // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. научн. тр. Пенза, Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003.- С. 61-66.

12. Артамонов Д.В., Семенов А.Д. Основы теории линейных систем автоматического управления. Пенза: Изд-во Пензенского гос. ун-та, 2004. - 130 с.

13. Артемов И.И., Баталии В. 10., Семенов А. Д. Оптимизация режимов механической обработки при неоднородности параметров обрабатываемого материала // Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем. Пенза, 1996.-е. 15-19.

14. А.с. СССР, № 570083. Устройство для централизованного контроля. / А. А. Семенов, А. Д. Семенов, П. А. Панин. Опуб. 1980. БИ № 29.

15. А.с. СССР, № 726642. Устройство для управления электродвигателем постоянного тока/А. Д. Семенов, В. А. Кащеева, И. К. Хрусталев. Опуб. 1980. БИ №3.

16. А. с. 748779 (СССР): Цифровое фазосдвигающее устройство./ В.Ю. Баталии, В.В. Кащеева, А.И. Кузьменко, А.Д. Семенов,- Опубл. 1980, БИ № 26.

17. А.с. СССР, № 866184. Устройство для фазового управления преобразователем. / В. Ю. Баталин, А. И. Кузьменко, В. А. Кащеева, А. Д. Семенов. Опуб. 1981. БИ№ 44.

18. А.С. СССР, № 1056415. Устройство для управления асинхронным электродвигателем. / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин. Опубл. 1983. БИ № 43.

19. А.С. СССР, № 1165511. Устройство для импульсной развальцовки труб/ А.Д. Семенов, В.Б. Моисеев, А.И. Овчинников, Е.Н. Тринев. Опубл. 1985. БИ № 25.

20. А.с. СССР, № 1214961. Привод текстильной машины./ Н.М.Основин, Г. Д. Лузгин, А. Д. Семенов, А. А. Маров. Опубл. 1986. БИ № 8.

21. А.С. СССР, № 1359880. Способ управления асинхронным электродвигателем. / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин. Опубл. 1987. БИ № 46.

22. А.с СССР, № 1432104. Устройство для измерения линейной плотности волокнистого продукта. / А. А. Левин, В. С. Николаев, А. Д. Семенов,- Опубл. 1988. БИ № 39.

23. А.с. СССР, № 1557202. Способ управления кипным питателем с верхним отбором волокна. / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин, В. П. Хавкин. Опуб. 1990 БИ № 14.

24. А. с. 1590492 (СССР): Привод текстильной машины./ В.Ю. Баталии, Б.А. Малев, Ю.И. Климухин, А.Д. Семенов, В.П. Сашкин,- Опубл. 1990, БИ № 33.

25. А.с. СССР, № 1640232. Устройство для виброкустической диагностики механизмов периодического действия. / М. Г. Мясников, Н. М. Основин, А. Д. Семенов, А. Ю. Константинов, В. С. Николаев. Опубл. 1991. БИ№ 13.

26. А.с. СССР, № 1670002. Машина для смешивания волокнистого материала. / А. Ю. Баталин, А. Д. Семенов, В. Н. Терентьев, В. П, Сашкин. Опубл. 1991. БИ № 30.

27. А.с. СССР, № 1675422. Устройство управления поточной линией по переработке волокнистых материалов. / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин, В. Н. Терентьев. Опубл. 1991. БИ№ 33.

28. Бажанов B.JI. USWO новый способ формирования управления для замкнутых систем автоматического регулирования // Современные технологии автоматизации, 1988, № 4 с. 28-32.

29. Балакирев В. С. Принцип максимума в теории оптимальных систем второго порядка // Автоматика и телемеханика. 1962. № 8. с. 1014-1022.

30. Балашевич Н.В., Габасов Р., Кириллова Ф.М. Позиционное решение линейной задачи оптимального иерархического управления / Автоматика и телемеханика, 1998, №2.-с. 3-15.

31. Баталин В.Ю., Волков В.В., Семенов А.Д. Оптимизация режимов работы кипного питателя с верхним отборов волокна // Изв. вузов Технология текстильной промышленности, № 5 (257), 2000.- с. 100-104.

32. Баталин В. 10., Семенов А. Д., Усманов В. В. Оптимизация параметров рабочих процессов машинных агрегатов // Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем. Пенза, 1996.- с. 25-29.

33. Бесекерский В.А., Юбылов А.В. Робастные системы автоматического управления. М.: Наука, 1983. - 234 с.

34. Интегрированные системы терминального управления. // В.В. Бек, Ю.С. Вишняков, А.В. Махлин; М.: Наука, 1989. 224 с.

35. Блехман И.И., Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Прикладная математика: предмет, логика, особенности подходов. Киев: Наукова думка, 1976,- 236 с.

36. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов.- М.: Машиностроение, 1975.-344 с.

37. Бобылев Н.А., Пятницкий Е.С., Пиляк Б.Г. Современное состояние теории управления и перспективы ее развития / Приборы и системы управления, 1994,№ И.-с. 19-20.

38. Бобылев Н.А., Булатов А.В. Робастная устойчивость линейных бесконечномерных систем / Автоматика и телемеханика, 1999, № 5. с. 32-44.

39. Бойчук JI.M. Синтез координирующих систем автоматического управления. М.: Энергоатомиздат, 1991. 160 с.

40. Борзунов И.Г. и др. Прядение хлопка и химических волокон. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1962. - 263 с.

41. Брюхачев А.В. Исследование и разработка методов построения систем координирующего управления для последовательно соединенных агрегатов с накопителями. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.- Пенза, 1996. 18 с.

42. Брюхачев А.В., Семенов А.Д. Автоматизация поточной линии кипа-лента с использованием регулирования скорости рабочих органов агрегатов. /

43. Проблемы создания, освоения и внедрения современных автоматизированных прядильных производств. Тез. докл. Всесоюзн. сем. Пенза, 1990.- с. 18-19.

44. Бурков В.Н. Основы математической теории иерархических систем. -М.: Наука, 1976.-439 с.

45. Буков В.Н., Максименко И.М., Рябченко В.Н. Регулирование многосвязных систем / Автоматика и телемеханика, 1998, № 6. с. 97-111.

46. Бураков М.В., Попов О.С. Элементы искусственного интеллекта в проблеме управления сложным динамическим объектом // АиТ, 1997, № 8. с 132 -140.

47. Бураков М.В., Попов О.С. Адаптивное управление сложными объектами // Оборонная техника, 2000, № 6 7. - с. 56 - 61.

48. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1968.- 322 с.

49. Бутковский А. Г., Доманицкий С. М. О синтезе управляющей части оптимальных систем для некоторых систем с запаздыванием // Теория и применение дискретных автоматических систем. Тр. конференции АН СССР. М., 1960. с. 2735.

50. Быстров A.M., Глазунов В.Ф. Много двигательные автоматизированные электроприводы поточных линий текстильной промышленности. М.: Легкая промышленность, 1977. - 273 с.

51. Варшавский О. Г. Оптимальное регулирование системы второго порядка с запаздыванием // Теория и применение дискретных автоматических систем. Тр. конференции АН СССР. М., 1960. с. 36-44.

52. Вейц В.Л., Козловский М.З., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. М.: Наука, 1984. - 252 с.

53. Вейц B.JI., Кочура А.Е. К вопросу построения математических моделей голономных механических систем Прикладная механика, 1975, том XI, вып. 9.

54. Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука, 1986. - 283 с.

55. Вольтерра В. Теория функционалов, интегральных и интегрально-дифференциальных уравнений.- М.: Наука, 1982. 386 с.

56. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. М.: Энергия, ч. 1,2,3, М-Л:. 1966-1970.

57. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. Особые линейные и нелинейные системы. М.: Энергия, 1979. - 80 с.

58. Воронов А.А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. М.: Наука, 1979.- 180 с.

59. Воронов А.А., Рутковский В.Ю. Современное состояние и перспективы развития адаптивных систем. Вопросы кибернетики. Проблемы теории адаптивного управления- М.: Радио и связь, 1985. 138 с.

60. Вукобратович М., Стокич Д., Кирчански Н. Неадаптивное и адаптивное управление манипуляционными роботами. М.: Мир, 1989. - 376 с.

61. Галушкин А.И. Теория нейронных сетей. Кн. 1: Учеб. пособие для вузов / Общая ред. А.И. Галушкина. М.: ИПРЖР, 2000. - 416 с.

62. Глумов В.М., Земляков С.Д., Рутковский В.Ю. Адаптивное координат-но-параметрическое управление нестационарными объектами: некоторые результаты и направления развития / Автоматика и телемеханика, 1999, № 6. с. 100116.

63. Гончаров В. Г. Сокращенные системы прядения хлопка. М.: Легкая индустрия 1989. - 134 с.

64. Деменков Н.П. Нечеткий регулятор в задачах управления // Промышленные АСУ и контроллеры. 1999, № 2. с. 30 - 35.

65. Деменков Н.П. Адаптивное управление с помощью нечетких супервизоров // Промышленные АСУ и контроллеры. 1999, № 4. с. 22 -24.

66. Джури Е.Н. Робастность дискретных систем. Обзор // АиТ, 1990, № 5, с. 12-21.

67. Диденко Л.И., Розен Ю.В. Проектирование АСУ ТП на базе агрегатных комплексов с использованием микропроцессоров и микро-ЭВМ. М.: Машиностроение. 1995. - 72 с.

68. Динамика основных процессов прядения. /В трёх частях Гинзбург Л.Н., Хавкин В. П., и др. М.: Лёгкая индустрия, 1970.

69. Долговяз В. А., Лузин И. В. Исследование установившегося режима релейной САР объектом второго порядка с запаздыванием и постоянной времени, зависящей от знака управления // Электоромеханика. 1972. № 10. с. 1110-1112.

70. Долговяз В. А., Федунец П. Д. Синтез одного класса оптимальных релейных систем управления объектами второго порядка с запаздыванием // Электромеханика. 1972. № 12. с. 131-157.

71. Домрацкий А.Н. Многоцелевой статистический анализ случайных сигналов. Новосибирск, Наука, Сиб. отд-ние, 1985, 385 с.

72. Дымков М.П. Методы теории целых функций в задачах оптимального управления / Автоматика и телемеханика, 1998, № 9. с. 3-17.

73. Завивалов А.А., Вальчихин А.Д., Карасин И.Л., Котченко Ф.Ф., Соловьев Н.В. Синтез позиционных систем программного управления. Л.: Машиностроение, 1977. - 265 с.

74. Зотов М.Г. О многокритериальном конструировании управляющих устройств / Приборы и системы управления, 1998, № 4. с. 32-36.

75. Зотов М.Г. Аналитическое конструирование управляющих устройств для объектов с запаздыванием / Автоматика и телемеханика, 1998, № 3. с. 9-20.

76. Зубер И.Е. Синтез экспоненциально устойчивого наблюдателя для наблюдаемых нелинейных систем / Автоматика и телемеханика, 1998, № 3. с. 2028.

77. Игнатенко В. Н. Оптимальное управление с прогнозированием инерционными объектами при наличии запаздывания // Приборостроение. 1969. № 12. с. 12-14.

78. Игнатенко В. Н., Коржов В. И. Прогнозированное оптимальное по быстродействию управление системами n-ого порядка с запаздыванием // Вестник Киевского политехнического института. Сер. Автоматика и электроприборостроение. 1973. № 10. с. 12-14.

79. Игнатьев М.Б. Голономные автоматические системы. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1963.- 178 с.

80. Изерман Р. Цифровые системы управления.- М.: Мир, 1984.- 541 с.

81. Казаков И.Б., Мальчиков С.В. Анализ стохастических систем в пространстве состояний. -М.: Наука, 1983. 384 с.

82. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем.- М.: Мир, 1971.- 232 с.

83. Каминскас В. Идентификация динамических систем по дискретным наблюдениям. Часть 1. Основы статистических методов, оценивание параметорв линейных систем. Вильнюс: Мокслас, 1982. 254 с.

84. Карпин Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы.- М.: Машиностроение, 1971. 120 с.

85. Квейд Э. Анализ сложных систем / Пер. с англ.- М.: Сов. радио, 1969.519 с.

86. Кейленгер П. Элементы операционных систем, Введение для пользователей / Пер. с англ.- М.: Мир, 1985. 295 с.

87. Клышлинский Э.С. Метод построения и применение интеллектуальных объектов в системах моделирования / Автоматизация и современные технологии, 1998, №2.-с. 29-31.

88. Ковалев А.А., Колмановекий В.Б., Шайхет JI.E. Уравнение Рикатти в устойчивости стохастических линейных систем с запаздыванием / Автоматика и телемеханика, 1998, № 10. с. 35-54.

89. Коган М.М. Решение обратных задач минимаксного и минимаксно ро-бастного управлений / Автоматика и телемеханика, 1998, № 3. - с. 87-98.

90. Койво Х.Н., Пузырев В.А. Самонастраивающиеся управляющие устройства / Зарубежная радиоэлектроника, 1986, №11, 3-6 с.

91. Колесников JI.A. Основы теории системного подхода. Киев: Наук, думка, 1988. 171, 3. с.

92. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 1972,- 323 с.

93. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии.- М.: Энергия, 1973.- 400 с.

94. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1976.- 831 с.

95. Коровин Б.Г., Прокофьев Г.И., Рассудов JI.H. Системы программного управления промышленными установками и робототехническими комплексами. -Л.: Энергоатомиздат, 1990. -349 с.

96. Королёв Н. А. О компенсации запаздывания в линейной системе // Автоматика и телемеханика. 1961. № 5. с. 605-612.

97. Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: 1973. - 558 с.

98. Красовский А.А., Буков В.Н., Шендрик B.C. Универсальные алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами. М.: Энергия, 1977. - 272 с.

99. Круглов В.В., Борисов В.В, Искусственные нейронные сети. Теория и практика. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 382 с.

100. Круглов В.В, Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. М.: Физматлит, 2001.-224 с.

101. Кузин JI.T. Основы кибернетики / Т 1. М.: Энергия, 1976. - 503 с.

102. Куржанский А.Б., Фурасов В.Д. Идентификация нелинейных процессов гарантированные оценки / Автоматика и телемеханика, 1999, № 6. - с. 70-87.

103. Кюнци Г.П., Крелле В. Нелинейное программирование. М.: Сов. радио, 1965. - 325 с.

104. Левин А. А., Мараканов И. Н., Семенов А. Д. Снижение неравномерности подачи многокомпонентных смесей кипным питателем с верхним отбором волокна. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. № 5, 1991 с. 1821.

105. Лернер А. Я. Принципы построения быстродействующих следящих систем и регуляторов. М.: Госэнергоиздат, 1961.

106. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов / Автоматика и телемеханика, 1960 N 4 , 436-441 с; N 5, 561-568 е.; N 6 , 661-665 е.; 1961, N 4, 425-435 с.

107. Лозгачев Г.И. Об одном способе построения функции Ляпунова / Автоматика и телемеханика, 1998, № 10. с. 18-23.

108. Лэннинг Дж. Бэттин Р.Г. Случайные процессы в задачах автоматического управления. М: Изд-во иностр. лит., 1958. 347 с.

109. Магергут В.З., Егоров А.Ф., Вент Д.П. Адаптивные позиционные регуляторы и перспективы их применения / Приборы и системы управления, 1998, № 11. с. 53-56.

110. Маматов А.В., Подлесный В.Н., Рубанов В.Г. Обобщенный критерий робастной модальности линейных систем с эллиптической неопределенностью параметров / Автоматика и телемеханика, 1999, № 2. с. 83-94.

111. Матвеев Ю В., Мясников М. Г., Николаев В. С., Основин Н. М., Семенов А. Д., Юрасов А. М. Информационно- измерительная система вибрационныхпараметров текстильных машин. Приборы и системы управления, № 3, 1990.- с. 21-23.

112. Математическая теория эксперимента. / Под ред. С.Т. Ермакова.- М.: Наука, 1983.-392 с.

113. Медведев B.C., Лесков А.Г., Ющенко А.С. Системы управления мани-пуляционными роботами. М.: Наука, 1978. - 324 с.

114. Мееров М.В. Системы многосвязного регулирования. М.: Наука, 1965,-310 с.

115. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы." М.: Мир, 1978.-311 с.

116. Месарович М., Мако О., Такахара Н. Теория иерархических многоуровневых систем.- М.: Мир, 1973,- 342 с.

117. Методы анализа и синтеза сложных автоматических систем / Под. ред. П.И. Чинаева.- М.: Машиностроение, 1992.- 304 с.

118. Методы анализа синтеза и оптимизации нестационарных систем автоматического управления / Пупков К.А., Егупов Н.Д., Коньков В.Г., Милов Л.Т., Трофимов А.И.; под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 1999. -684 с.

119. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х т. Т1: Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления / под ред Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 2000. -748 с.

120. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х т. Т2: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления / под ред Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 2000.-736 с.

121. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х т. ТЗ: Методы современной теории автоматического управления / под ред Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 2000. - 748 с.

122. Механика промышленных роботов. / Под ред К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. М.: Высшая школа, 1988. - 304 с.

123. Микропроцессорное управление технологическим оборудованием микроэлектроники / Под. ред. А.А. Сазонова. М.: Радио и связь , 1988.- 263 с.

124. Моделирование электропривода с тиристорным управлением. / Л.П. Петров, В.А. Ладензон, Р.Г. Подзолов, А.В. Яковлев,- М.: Энергия, 1977.-200 с.

125. Миркин Б.М. Адаптивное децентрализованное управление с модельной координацией / Автоматика и телемеханика, 1999, № 1.-е. 90-100.

126. Миркин Б.М. Декомпозиционно координационая оптимизация динамических систем с адаптацией критерия // АиТ, 2001, № 7, с. 148 - 157.

127. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа,- М.: Наука, 1988.-488 с.

128. Морозовский В.Т. Многосвязные системы автоматического регулирования,- М.: Энергия, 1970,- 223 с.

129. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. / А.С. Клюев, А.Г. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Товарнов. Под ред. А.С. Клюева, 2-ое изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989.- 368 с.

130. Налимов В.В. Статистические методы поиска оптимальных условий протекания химических процессов. Успехи химии, 1960, т. 29, вып. 2.

131. Никифиров В.О. Робастное управление линейным объектом по выходу / Автоматика и телемеханика, 1998, № 10. с. 87-100.

132. Новосельцев В. Н. Об оптимальном управлении при наличии запаздывания // Автоматика и телемеханика. 1964. № 11. с. 1545-1548.

133. Онищенко Г.Б., Семенов А.Д. Асинхронный привод ударно-вибрационных машин. Промышленная энергетика, № 9,1988. с. 30 - 32.

134. Ордынцев В.М. Математическое описание объектов автоматизации. М.: Машиностроение, 1965, 360 с.

135. Основы управления технологическими процессами / С.А. Анисимов, В.Н. Дынькин, А.Д. Красавин и др./ под ред. Н.С. Райбмана.- М.: Наука, 1978.440 с.

136. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ.- М.: Мир, 1987.- 480 с.

137. Патент № 1833443 (СССР). Способ управления питателем поточной линией волокнистым продуктом и устройство для его осуществления. / А. Д. Семенов, В. П. Сашкин, А. В. Брюхачев, В. Н. Терентьев. Опуб. 1993, БИ № 29.

138. Патент № 2037573 (РФ). Устройство для смешивания волокнистого материала. / А. Д. Семенов, А, А. Маров, В. Н. Терентьев, А. М. Юрасов. Опуб. 1995. БИ№ 17.

139. Павлов А. А. Синтез релейных систем оптимальных по быстродействию. М.: Наука, 1966.

140. Павлов В.А., Тимофеев А.В. Вычисление и стабилизация программного подвижного робота манипулятора. Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, № 6, 1976.

141. Паршева Е.А., Цыкунов A.M. Адаптивное управление объектом с запаздывающем управлением, со скалярным входом выходом // АиТ. 2001, № 1, с.142 -149.

142. Паршева Е.А., Цыкунов A.M. Адаптивное децентрализованное управление многосвязными объектами // АиТ. 2001, № 2, с.135 -148.

143. Пашкевич А. П. Динамика оптимальной по быстродействию системы с запаздыванием и отрицательным гистерезисом // Автоматика и вычислительная техника. Минск, 1979. № 9. с.53-69.

144. Первозванский А.А., Гайцгорн В.Г. Декомпозиция, агрегирование и приближенная оптимизация. -М.: Наука, 1979. 342 с.

145. Петерка В.Б. Байесовский подход к идентификации систем // Современные методы идентификации. / Под ред. П. Эйкхоффа,- М/. Мир, 1979. -302 с.

146. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1981.- 184 с.

147. Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления / Петров Б.Н., Рутковский В.Ю., Крутова И.Н. и др.- М.: Энергия, 1972,- 260 с.

148. Приспосабливающиеся автоматические системы / Под ред. Э. Мишкина и Л. Брауна. М.: Изд-во иностр. лит. 1963. 670с.

149. Программное управление станками и промышленными роботами / В.Л. Косовский, Ю.Г. Козырев, В.А. Ратмиров и др. М.: Высшая школа, 1986.- 284 с.

150. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение в задачах автоматического управления.- М.: Физматгиз, 1962.- 883 с.

151. Пузырев В.А. Самонастраивающиеся микропроцессорные регуляторы.-М.: Энергоатомиздат, 1992.-215 с.

152. Пупков К.А., Егупов Н.Д., Трофимов А.И. Статистические методы анализа, синтеза и оптимизации нестационарных систем автоматического управления / под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 1998. - 562 с.

153. Пупков К.А., Фалдин Н.В., Егупов Н.Д. Методы синтеза оптимальных систем автоматического управления. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 2000. - 512 с.

154. Пухов Г.Е., Хатиашвили Ц.С. Модели технологических процессов. -Киев: Техника, 1974.- 242 с.

155. Равский М.И. Кипные разрыхлители хлопка. М.: ЦНИИГЭИлегпище-маш, 1969.- 62 с.

156. Разработка, исследование и оптимизация технологических режимов оборудования сокращённых систем прядения хлопка. /Семенов А.Д. (на-учн.рук.), Баталин В.Ю., Брюхачёв А.В. и др. Отчёт по НИР, номер гос. регистрации 01.83.0020536, Пенза, ППИ, 1988.

157. Разработка структуры системы автоматического регулирования производительности поточной линии кипа-лента. /А ,Д .Семенов. Отчет по НИР, номер гос. регистрации 01.90.0005841.-Пенза.: ППИ, 1990.

158. Райбман Н. С., Чадеев В, М. Адаптивные модели в системах управления. М.: Советское радио, 1966. 156 с.

159. Репников А. В. Колебания в оптимальных системах автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1968.

160. Решмин Б.И., Ямпольский Б.С. Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов. М.: Энергия, 1975,- 184 с.

161. Розов А.К. Оценивание параметров случайных сигналов в автоматических системах. JL: Машиностроение, 1990. - 171, 1. с.

162. Розоноэр Л.И. О линейно квадратичной оптимизации и линейно -квадратичных дифференциальных играх / Автоматика и телемеханика, 1999, № 5. -с. 170-186.

163. Рубан А. И. Идентификация и чувствительность сложных систем. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1982. 302 с.

164. Савараш Е., Соэда Т., Накамизо Т. Классические методы в оценивании временных рядов // Современные методы идентификации систем. / Под ред. П. Эйкхоффа.- М.: Мир, 1984,- 400 с.

165. Сардис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления.- М.: Мир, 1980.- 400 с.

166. Себер Дж. А. Ф. Линейный регрессионный анализ. М.: Мир, 1980.456 с.

167. Севостьянов А. Г., Методы математического описания механико-технологических процессов текстильной промышленности. М.; Лёгкая индустрия, 1976.

168. Севостьянов А. Г. Основы математического моделирования механико-технологических процессов текстильной промышленности. ,М.: Лёгкая индустрия, 1974.

169. Сейдж Э., Меле Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. - М.: Связь, 1976. - 445 с.

170. Семенов А. Д. О влиянии неравномерности высоты волокна в камерах модульной смешивающей машины на эффективность смешивания. // Новое в прядении натуральных и химических волокон. Меж. вуз. сб. науч. тр .- М.: МТИ, 1990.- с. 10-12.

171. Семенов А. Д. Улучшение характеристик электроприводов ленточных машин. Основные направления и меры по ускорению научно-технического процесса в создании хлопкопрядильного оборудования: Тез. докл. всесоюзн. конф.13.14 мая 1985 г. Пенза:, с. 61-62.

172. Семенов А.Д., Маров А.А. Повышение эффективности смешивания многокомпонентных смесей // Текстильная промышленность. № 1. - 1997. - С.14.17.

173. Семенов А.Д. Идентификация параметров многоэлементных схем замещения с использованием настраиваемой модели не минимальной реализации //

174. Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. научн. тр. Пенза, Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999.- С. 77-79.

175. Семенов А.Д. Стабилизация процессов дискретного дозирования на основе идентификационного алгоритма адаптивного управления в параметрически адаптивной системе // Датчики и системы. № 10, 2003. - С. 49-59.

176. Семенов А.Д. Условия возникновения предельных устойчивых циклов в аналогово-цифровых следящих преобразователях // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. научн. тр. Пенза, Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003.- С. 107-114.

177. Семенов А.Д. Управление непрерывными процессами в системах машинных агрегатов. Монография. Пенза: Изд-во Пензенского гос. ун-та, 2004. -229 с.

178. Семенов А.Д., Власов В.П. Определение параметров управления процессом верхнего отбора волокна из кип // Изв. вузов Технология текстильной промышленности, № 6,1993,- с. 21-24.

179. Семенов А. Д., Власов В. П. Синтез алгоритма экстраполяции для АСУ процессом верхнего отбора волокна из кип. Элементы и приборы систем измерения и управления автоматизированных производств. Межвуз. сб. научн. тр. Пенза: ПГТУ.- 1995.- с.133-137.

180. Семенов А.Д., Волков В.В. Математическая модель взаимодействия рабочих органов текстильных машин разрыхлительно трепального агрегата с обрабатываемой средой // Изв. вузов Технология текстильной промышленности, № 3 (255), 2000.- с. 97-99.

181. Семенов А. Д., Сашкин В. П. Оптимальное векторно-импульстное управление асинхронным электродвигателем. // Вопросы исследования и проектирования машин прядильного оборудования. Сб. научн. тр. ВНИЛТЕКМАШ.-М: 1983.- с.84-89.

182. Семенов А. Д., Сашкин В. П. Методика расчета приводных характеристик текстильных машин. // Вопросы исследования и проектирования машин прядильного оборудования. Сб. научн. тр. ВНИЛТЕКМАШ.- М: 1983,- с 106-114.

183. Сильвестров А.Н., Чинаев П.И. Идентификация и оптимизация сложных систем. М.: Энергоатомиздат, 1987.- 115 с.

184. Симанков B.C., Луценко Е.В. Синтез адаптивных АСУ сложными системами с применением моделей распознавания образов / Автоматизация и современные технологии, 1998, № 1. — с. 32-38.

185. Совершенствование средств автоматизации и конструктивных параметров разрыхлительно-трепального оборудования./ А.Д. Гольдин, А.Д, Семёнов, А.В. Брюхачёв, Ю.К. Измайлов,- Отчёт по НИР, номер гос. регистрации 01.88.0020536,-Пенза, ППИ, 1988.

186. Солодовников В. В., Шрамко Л. С. Расчёт и проектирование аналитических самонастраивающихся систем с эталонными моделями. М.: Машиностроение, 1970. 232 с.

187. Сосонкин В.Л. Микропроцессорные системы числового программного управления станками.-М.: Машиностроение, 1985.- 288 с.

188. Сосонкин В.П. Программное управление технологическим оборудованием. М.: Машиностроение, 1991,- 510 с.

189. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987,- 443 с.

190. Стрейц В. Метод пространства состояний в теории дискретных линейных систем управления. М.: Мир. Наука, 1985. 294 с.

191. Теория систем. Математические методы и моделирование // Сб. статей. М.: Мир, 1989.-382 с.

192. Токарев B.JI. Информационный подход к решению задачи структурной идентификации / Автоматизация и современные технологии, 1998, № 11.-е. 2631.

193. Уайт О., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии.- М.-Л.: Энергия, 1964.- 527 с.

194. Фрадков А.Л. Адаптивное управление в сложных системах. М.: Наука, 1990.-324 с.

195. Фомин В.Н., Фрадков А.Л., Якубович В.А. Адаптивное управление динамическими объектами.- М.: Энергия, 1981,- 448 с.

196. Цыпкин ЯЗ. Адаптация и обучение в автоматических системах. М.: Наука, 1968.- 399 с.

197. Цыпкин ЯЗ. Теория линейных импульсных систем. М.: Физматгиз, 1963.-968 с.

198. Чагин Б А., Семенов А. Д. Система автоматического аэродинамического пеногашения. // Методы и средства управления технологическими процессами: Тез. докл. Международн. науч. конф.- Саранск, 1995,- с. 145-146.

199. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. -М.: Энергия, 1979.- 614с.

200. Щербаков М.А., Акчурин Д.Х., Семенов А.Д. Нелинейное управление на основе моделей Вольтера // Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. научн. тр. Пенза, Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003.- С. 66 - 69.

201. Шульце К.-П., Реберг К.-Ю. Инженерный анализ адаптивных систем.-М.: Мир. 1992.-280 с.

202. Ядыкин И.Б., Шумский В.М., Овсенян Ф.А. Адаптивное управление непрерывными технологическими процессами.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 240 с.

203. Arimoto S., Migazaki F. Stability and Robustness of PID Feedback Control for Robot Manipulators and Sensory Capability, Furst Int. Sump/ of Robotic Research, Preston-Woods, New Hampshire, USA, 1993.

204. Barnet E.N. Introduction to evolutionary operation. "Industrial and engineering chemistry", 1960, V. 52, № 6

205. Blachke F. Das Pprinzip der Feldorientirung, die Grundlage fur die Trans vektor-Regelung von Drehfeldvvfchinen/- Simens-Z., 1971, Bd 45, № 10,- s. 151-560.

206. Box G.E.P., Wilson К.В/ On the experimental attainment of optimum Conditions/- Journal of royal statistical society, 1951, В 13,2.

207. Cameron F., Seborg P.E. A seef-tuning Controller With a PID structure // Int. J. Control. 1983. Vol. 38. № 2, p. 401-417.

208. Chen Т., Francis B.A. Optimal samleg data control system. - Berlin - Heidelberg - Nev-York: Springier - Verlag, 1995.

209. Clarke D.W., Cope S.N., Gawthrop P.J. Feasibility study of the application of microprocessor for sefit-tuning controllers // Oxford University Department of engineering Stience Report 1137/75,1975.

210. Flotter W., Ripperger H. Die Transvektor-Regelung fur feldorientirten Be-trib einer Asynchronmachine/- Simens-Z., 1975, Bd 45, № 10, s. 761-764.

211. Gawthrop P.J., Phil B.A. Some interpretations of the Self-tuning controller // Procedurs of the IEEE Control and Seience.- 1977. Vol. 124, № 10.- s. 889-894.

212. Hagan,M.T. and H.B. Demuth, "Neural Networks for Control," Proceedings of the 1999 American Control Conference, San Diego, CA, 1999, pp. 1642-1656.

213. Hagan, M.T., O. De Jesus, and R. Schultz, "Training Recurrent Networks for Filtering and Control," Chapter 12 in Recurrent Neural Networks: Design and Applications, L. Medsker and L.C. Jain, Eds., CRC Press, 1999, pp. 311-340.

214. Hunt, K.J., D. Sbarbaro, R. Zbikowski, and P.J. Gawthrop, Neural Networks for Control System A Survey," Automatic, Vol. 28, 1992, pp. 1083-1112.

215. Izerman P. Stand und Entwicklug stenden zen bei adaptiven Regelungen // Automatic sierungstechnicc at. 35. Jahrgang.1987. Heft 4.S.133-143.

216. Kahn M.E., Roth В. The Near Minimum Tune Control of Open Loop Articulated Kinematics Ehains, Trans of the ASME, Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, September, 1991, p.p. 164-172.

217. Koivo A.J., Guo Т.Н. Adaptive Limas Controller for Robotic Manipulator, IEE Trans, on Automatic Control, Vol. 28, № 2, 1993.

218. Landau Y.D. Adaptive Control. M. Dekker, New York, 1979.

219. Leininger G. Self-Tuning Control of Manipulators.- International Sump, on Advanced Software in Robotics, Liege, Belgium, 1993.

220. Leininger G., Wang S. Pole Placement Self-Tuning Control jf Manipulators. IFAC Sump, on CAD of Multivariable Technological Systems.- W. Lafayette, 1992.

221. Li M.X., Bruun P.M., Verbruggen H.B. Tuning cascade pid controllers using fuzzu logic // Mathematics and Computers in Simulation. 1994. Vol./ 37. P. 143 -151.

222. Luh Y.S.J., Ficher P.W., Paul C.P.R. Joint Torque Control by a Direct Feedback for Industrial Robots.- IEEE. Trans, on Automatic Control. Vol. AC-28, № 2, February, 1983.

223. Murray, R., D. Neumerkel, and D. Sbarbaro, "Neural Networks for Modeling and Control of a Non-linear Dynamic System," Proceedings of the 1992 IEEE International Symposium on Intelligent Control, 1992, pp. 404-409.

224. Narendra, K.S. and S. Mukhopadhyay, "Adaptive Control Using Neural Networks and Approximate Models," IEEE Transactions on Neural Networks Vol. 8, 1997, pp. 475-485.

225. Nauta Lemke, van, H.R., Krugsman A.J. Design of fuzzy PID supervisors for systems with different performance requirements // Proceedings IMACS' 91. Dublin, Ireland. 1991.

226. Peterka V.A. A square root filter for real- time multivariable regression// Kybernetika, 1975. Vol.11, p.p. 53-67.

227. Pieszynski A., Kastner W., Hampel R Fuzzy Modelling of Multidimensional Non Linear Process -Design and Analysis of Structures In: Proc. 7-th Zittau Fuzzy Colloquium. Zittau. Germany 1999/ p 85-101.

228. Ragg V. C. Time-optimal control of second order systems with transport lag // Internat. J. Control. 1989. Vol. 9, № 3. p. 243-251.

229. Richalet J., Ranlt A., Testud J.L., Papon J.(1998); Model Predictive Heuristic Control; Applications to Industrial Processes, Automatic, 14,413-28.

230. Tzafestas S.G., Papanikopoulus N.P. Incremental fuzzy expert PID control // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 1990. Vol. 37 (5). P. 365 371.