автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Синтез и оценка качества функционирования системы автоматического управления

ргб од

На правах рукописи4

- ГОГИН Дмитрий Юрьевич

СИНТЕЗ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Специальность: 05.13.01. - Управление в технических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-ПетерСург 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургской государственной академии аарокосмического приборостроения.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Попов 0.0.

Офицальньш опонентн:

доктор технических наук, профессор Лукамский Ю.А.. кандидат технических наук Перепеч В.М.

Ведущая организация - Санкт-Петербургская аквдемия Гражданской Авиации.

Защита состоится " ^Ж^/Ся 995г. в часов, на заседании диссертационного совета К 063.21.03 в Санкт-Петербургской академии аэрокосмического приборостроения по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул.Большая Морская, 67.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии

Авторе4ерат разослан 1995г.

Ученый секретарь у

диссертационного совета , . В.В.Фильчаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Быстрое развитие науки и техники и сложность решаемых научно-технических задач требует создания новых методов, алгоритмов и программ, позволявших с наименьши-ш затратами проводить исследование и решать задачи проектирования '.'ложных динамических систем.

Существующие традиционные методы исследования САУ подчас имеют особенности, которые могут ограничивать их применение для исследования и проектирования САУ высокого порядка по единым методикам.

Поэтому, несмотря на существование универсальных программных пакетов, разработка методов автоматизированного синтеза, анализа и оценки эффективности функционирования САУ, основанных на едином математическом подходе к их решению, является актуальной задачей теории и техники автоматического управления.

Цель работы заключается в разработке методов автоматизированного синтеза и оценки эффективности функционирования- САУ, имеющих единую математическую основу решения, а такие" в разработке метода анализа, позволяющего устанавливать непосредственную зависимость вида процессов в системе и параметров втой системы, что позволяет в явной виде учитывать влияние отдельных компонент решения на динамику САУ.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- разработка метода синтеза, позволяющего наряду с определением параметров САУ, обеспечивавших заданные показатели качества, проектировать САУ с регулятором, параметры которого находятся на никнем пределе допустимых значений, определяемых из условий их технической реализуемости;

- разработка метода решения задачи анализа, позволяющего в численно-аналитическом виде получать выражение переходного процесса в системе высокого порядка;

- разработка методики оценки функционирования САУ о приоритетом отдельных показателей, а также сведение обобщенных показателей в единый индекс эффективности функционирования САУ;

- синтез регулятора системы торможения колесами тяжелого са-

молета, повктируемош по заданию авиационной промышленности корпорацией "Рубин", а также оценка его функционирования.

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались фундаментальные положения теории автоматического управления, прямые методы решения вариационных задач, методы нелинейного программирования. В качестве математической основы был использован принцип пропорциональности, который состоит в том, что при распределении некоторой величины относительно системы базисных коэффициентов определенная функция (которая в работе принимается за целевую) достигает своего экстремума. Применение указанного принципа позволяет при решении ряда задач исследования САУ синтезировать регуляторы, параметры которого находятся на никнем пределе даапозона допустимых значений их вариации, а также формализовать процесс оценки качества их функционирования для систем любого иерархического уровня.

Теоретические результаты, полученные в работе, подтверждаются решением ряда технических задач выполненных по заказу авиационной промышленности.

Научная новизна. Основные научные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

предложен метод параметрического синтеза по заданным показателям качества линейных непрерывных САУ, математическую основу которого составляет принцип пропорционального распределения невязки, позволяющий проектировать САУ с регулятором, параметры которого находятся на никнем пределе допустимых значений, определяемых из условий их технической реализуемости;

- предложен метод анализа, позволяющий в явном виде учитывать влияние отдельных компонент решения на динамику САУ;

- предложена методика оценки эффективности функционирования САУ, математическую основу которой составляет принцип пропорционального распределения.

Практическая ценность и реализация в промышленности. Предложенные в работе методы являются теоретической основой разработанных унифицированных алгоритмов и программ синтеза, анализа и оценки эффективности САУ, которые могут быть использованы в качестве прикладного программного обеспечения для задач проектирования и исследования САУ.

. Полученные результаты использованы в научно- исследовательских работах, выполняемых на кафедре " Управление к информатика в тдхничесгах системах" Санкт-Петербургской государст-ветгай академии аэрокосмического приборостроения (СПб ГААП), в том числе по заказу АООТ "Авиационная корпорация "Рубин"" .

Положения Диссертационной работы, вьтосише на защиту:

- метод параметрического синтеза по заданным показателям качества линейных непрерывных САУ;

- численно-аналитический метод анализа САУ;

- методика оценки эффективности функционирования САУ.

Апробация работы. Отдельные втапы работы докладывались и обсуждались на 1 Всесоюзной научно-технической конференции "Создание и внедрение систем автоматического управления технологическими процессами" (Днепропетровск,1988 г.), а' также на XXXVII, XXXVIII научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МАП (Ленинград, 1987,1989 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 16 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Работа без Списка использованных источников и приложений изложена на 135 страницах машинописного текста и содержит 15 рисунков, занимающих 13 страниц. Список использованных источников включает 182 наименования и занимает 18 страниц. Приложения к диссертации изложены на 7 страницах и содержат 1 рисунок, занимающий 1 страницу. Общий объем работы 174- страницы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе диссертационной работы приводится обзор работ по анализу, синтезу и оценки эффективности функционирования САУ, формулируется цель диссертационной работа и ставятся задачи исследования.

В первом подразделе приводится краткий анализ опубликованных работ по методам оценки качества функционирования динамических систем. Рассматриваются основные критерий оценки квчест-

ва функционирования САУ. Отмечается, что при решении многокритериальной задачи оценки САУ, основным является вопрос способа введения обобщенного критерия качества функционирования САУ.

Во втором разделе на основе проведенного обзора делается вывод, что несмотря на большое число работ, посвященных синтезу САУ, разработка метода синтеза позволяющего проектировать САУ с параметрами регулятора работающие на нижнем пределе допустимых значений их вариации, является актуальной.

В третьем подразделе формулируются задачи исследования диссертационной работы, которые состоят в разработке инженерных методов исследования САУ, позволяющих учитывать большее количество разнохарактерных требований,предъявляемых к их функционированию.

Во втором раьделе диссертационной работы разрабатывается метод синтеза непрерывных линейных САУ'. В качестве математической основы при решении зада,ги параметрического синтеза САУ используется принцип пропорциональности и выбор на его основе целевой функции.

В первом подразделе излагается постановка задачи синтеза и общая схема ее решения.

. Предполагается, что структура и часть параметров непрерывной линейной системы известны.

Параметры регулятора г^(7=1,2,... ,к) определяются из условия приближенного обеспечения заданных показателей качества функционирования системы при безусловном обеспечении ее устойчивости.

Задача синтеза решается при ограничениях, наложенных на значения варьируемых параметров регулятора (оператора управления), из условия их технической реализуемости (7=1,2.....к), где гу1 г*- допустимые пороговые значения варьируемых параметров.

Динамика системы описывается в общем случае дифференциальным уравнением вида

0(ггр) Х(Ю = В(г7,р)ХО(г) , (1)

где 0(г^,р) и Б(г^,р) - полиномы оператора дифференцирования р с вещественными постоянными коэффициентами ап_±(г~), Ь[п_;)(г )

степеней п, т соответственно; Х(1;) и Хо(1;)- входная и выходная координата.

Здесь и далее функциональная зависимость коэффициентов а± и Ь^, от параметров г^ не приводится.

Собственные свойства системы очевидно определяются корнями характеристического уравнения

а_Лп + а,Л""1 +...+ а .А. + а = 0 •. (2)

О 1 п-1 п 1 '

Свободное движение системы представляется в виде

V

х<г) = , (3)

1=1

где Х1 (1;) - 1-ое слагаемое решения.

Вид Х^) и число V определяются характером корней характери-. стичзского уравнения (кратные и пр.).

Варьируемым параметрам системы г" соответствуют численные значения коэффициентов а±. Заданы допустимые границы на изменение коэффициентов 0 , в пределах которой обеспечивается условия устойчивости и качества функционирования системы. Требования к качеству функционирования САУ учитываются при построении яелаемой математической модели процесса ее движения -

Необходимо, в пределах допустимы! границ ©1 , (1= 0,п),

перейти к таким коэффициентам а^ :

а± = а± + А±' 1=0,11 (4)

которые образуют новую математическую модель, обеспечивающую выполнение условий устойчивости и требуемые показатели качества.

Желаемая модель программного движения X подставляется в уравнение динамики системы (1) и образуется невязка

ф (Р7Д) = 0(г7,р) Х°(1:) (5)

Численное значение невязки ф(г ,1), уравнения (5) распреде ляется относительно коэффициентов а1, в соответствии о требованием некоторой функции Г, экстремум которой приводит к ф(г О, т.е. к нахождению искомых коэффициентов а1 (или параметров г ). При этом параметры регулятора находятся на нижнем пределе их допустимых значений.

В работе показано, что в случае описания данаышш САУ с помощью неоднородного дифференциального уравнения методика синтеза сохраняется. При атом, для низших пороговых значений параметров, осуществляется переход от неоднородного дифференциального уравнения к однородному с новыми начальными условиями. Решением задачи синтеза определяются коэффициенты в^. Используя новые начальные условия в полученные значения коэффициентов а± определяются неизвестные коэффициенты правой части неоднородного дифференциального уравнения.

Во втором и третьем подразделах разрабатывается метод синтеза линейных непрерывных САУ. В работе рассмотрен случай скачкообразного входного воздействия.

В работе даны практические рекомендации по построению желаемого свободного движения системы по требуемым показателям качества в виде корней характеристического уравнения.

В уравнение (2) подставляется последовательно каждый "из v корней желаемого процесса. В результате получим и многочленов, численные значения которых определяют v численных значений невязок следующего вида:

Оп Оп-1 о -

.ао\ + аЛ + ••• + an-1*4 + ап - Ч»1- 1=1'v (6>

Каждый из желаемых корней в идеале должен обеспечивать Обращение уравнения (S) в тождество

, Оп , Оп-1 . / о , -

а^Л, + а,\. ч ... 4 а- Д. + а = ф. I =.1, и. о i 1 1 п-1 ± п т±

ф4 - О (V)

Коэффициент an в выражении (7) определяется из условия обеспечения допустимого статизма системы и следовательно может быть учтен в значении невязки ф±= ф±- ап- В работе показано, что распределение величины ф между слагаемыми левой части уравнения (7) достигается в соответствии с требованием минимума функции 1, которая для случая оМ*принимает вид:

(асА0")2 . (a't \0п^)г . . (to-U0)2 _ .

ЙО «1 '

Г = Г min , (8)

Здесь go , gi ,..., gn-1 -величины, посредством которых форми-

руются коэффициента пропорционального распределения.

Минимум целевой функции (8), при условии (7), достигается при ; $ -

а1 = ---1 , 1 = 0,11-1 , (9)

I

п-1 1с=о

где ( = 0,п-к - коэффициенты пропорциональности-.

1с=0

В качестве коэффициентов пропорциональности gi, целевой функции (8) принимаются прежние значения коэффициентов в^. Новые коэффициенты а1(1=0,п-1) в пределах допусков на них 0,п-1) (4) выбираются таким образом, чтобы отклонения на единицу прежних значений коэффициентов а± были минимальны, что соответствует синтезу регулятора, параметры которого находятся на минимальном значении их выриации. Целевая функция (8), принимает вид

оп г оп-1 г ^ о г

\ (АОЯ1 ) . \ Шк± ) , . \ (Аа-)\1) _ {

1=1 1=1 1=1

1 = 1 ,у , I = Г я1п (10)

при условиях:

ДоА.1^ + ла^1-1 Ч- ... + Ап-1\° =-<]>! , 1 = 1,и , ' (11)

Если в результате распределения невязки по минимуму целевой функлди (10) при условиях (11) для некоторых коэффициентов нарушаются условия ограничения на их грубость а1, то необходимо провести коррекцию распределошя, которая заключается в следующем. Коэффициенты, допуски на которые в результате распределения превысили соответствующие пределы допустимых границ из распределения невязки исключаются, а их значения принимаются рав ними г4". Затем ищется новый план распределения, 'в соответствии с методикой описанной Еыше.

В третьем подразделе предлагается инженерный метод синтеза САУ, основанный на полученных алгебраических соотношения для начисления целевой функции (10) при условиях (II) для одного желаемого корня, который заключается в последовательном нахождении коэффициентов а^, I = 1 ,п- 1 для кавдо-

го из и желаемых корней. После нахождении коэффициентов а^ для первого желаемого корня понижается степень уравнения (7) согласно формулам понижения порядка уравнения и ищется новый план распределения невязки для последующего желаемого корня. Затем процедура повторяется для оставшихся желаемых корней.

В случае нелинейной зависимости между варьируемыми параметрами системы г , минимизация целевой функции (10), при условиях (11), осуществляется методами нелинейного программирования при ограничениях на значения варьируемых параметов.

В четвертом подразделе приводится динамический расчет параметров системы автоматического управления торможением колес тяжелого самолета. В результате решения задачи на ЭВМ определены 7 параметров регулятора системы торможения колес тяжелого самолета, обеспечт-ващие в синтезируемой САУ требуемое качество переходного процесса. .Результаты цифрового моделирования подтвердили эффективность разработанного метода синтеза и достаточную для практических расчетов точность, а также позволили устранить автоколебания в тормозной системе.

В третьем разделе диссертационной работы разрабатывается алгоритмический метод анализа САУ, позволяющий получать решение в .численно аналитическом виде. Метод устанавливает непосред-' ственную зависимость вида процессов в системе и параметров этой системы, что позволяет в явном виде учитывать влияние отдельных компонент решения на динамику САУ.

В первом подразделе излагается общая схема решения задачи внайиза которая заключается в следующем.

"Уравнение (1) при начальных условиях имеет решение в виде цх) = XI (г) + Х2(г) + ... + Хр(г) (12)

где Х1(1:),(1 = 1 ,р, р п)- компоненты решения, каждая из кото рых обращает уравнение (1). в тождество.

В основу разработанного метода положено последовательное нахождение компонент решения и последующее формирование по ним явной модели процесса свободного движения систем. Первая компонента решения, начиная с наибольшего по модулю корня характеристического уравнения, вычисляется через отношение производных высших порядков в начальный момент времени по уравнению динамики системы. После определения первой компоненты решения выпол-

ня0тся операция понижения порядаа исходного уравнения и процедура повторяется до определения всех компонент решения.

Во втором подразделе разрабатывается метод анализа непрерывных линейных САУ.

Корни уравнения (1) упорядочены по модулям

I л.1 | > | \г | > ...>| н . (13)

В порядке расположения корней (13), последовательно определяются все Х±(1;), начиная с первой компоненты решения XI Ц). Численные значения корня \1 и коэффициента А1 находятся приближенно с любой заданной точностью следующим образом.

САУ описывается дифференциальным уравнением вида:

аУ) + а1 _ + ^ _йш)+ ап'х^) - о,

агп йгп_| «

которое разрешается относительно старшей производной:

ахт ае

-

II-1

а х(ю _

п-1

- ап-1

а хщ аг

апХ(1;). (14)

Последовательно диф|>еренцируется уравнение (14) и вычисляются значения производных в начальный момент времени 1;=0:

аг

— а1

4=0

а1

П-1 +ГП-

ХШ

п-1 +т

-ап-1

Д. '"ЗД

at

1 +га

_ ап^Ш!

аг

(15) t=o

где т = 1,2,... .

По Чередованию знаков высших производных уравнения (15) определяется принадлежность корня уравнения (1) классу вещественных или комплексно-сопряженных корней. Для случая вещественных и различных корней уравнени (1), его решение'примет вид

' т»

хт

I

= ¿_, А.е' 1=1

ДП

1=1 ,п.

(16)

Для кавдах последующей и предыдущей производных, вычислен ных по формуле (15),справедливо отношение следующего вида

I (11+Ш)

а1;

(п+ш)

««О

• (п+т-1 )

аг

(п+т-1)

(1Т)

о

1;=0

Точное значение корня А.1 определяется пр-делом отношения (17) при ш—* со.

После установления численного значения корня Л.1 приближенное численное значение коэффициента А1, входящего в первую компоненту решения (16), определяется по формуле

а""" Х(Ю

п+га

А.1

После нахождения первой компоненты решения (16) понижается порядок уравнения (1+) и процедура повторяется до образования решения (16).

Также в разделе приводятся методики построения явной математической модели для случаев комплексно-сопряженных и кратных корней.

В третьем подразделе разрабатывается общий алгоритм построения явной математической модели движения САУ, для различии случаев корней уровнения (1).

■ В четвертом подразделе приведенный выше метод определения численно-аналитического решения уравнения (1) усовершенствован с целью нахождения несколыеих корней уравнения за одну итерационную процедуру. Приводится пример построения явной модели движения системы предложенным методом, иллюстрирующий его точность и эффективность.

В четвертом разделе диссертационной работы рассматривается применение принципа пропорционального распределения для решения задачи оценки качества функционирования САУ

В'первом, втором и третьем подразделах излагается методика оценки качества функционирования САУ без приоритета показателей.

Использование введенной во втором разделе целевой функции пропорционального распределения невязки применительно к решению задачи • оценки качества функционирования системы дает возможность формализовать решение .многокритериальных задач, в данном случае' применительно к задаче оценки качества функционирования систем.

Принятие решения о эффективности функционирования САУ тре-

бует оценивания М вариантов, каждый из которых характеризуется набором из N показателей, разбитых на га групп с числом показателей в группе П1 ,1= ?,т. Каждая груша показателей характеризует ту или пнув сторону функционирования ОАУ. Требуется опрэ-, делить вариант, который по совокупности всех показателей набора будет иметь преимущества перед всеми другими вариантами: а) без приоритета показателей ( ни одному из них в процессе решения задачи не отдается предпочтения перед другими ), б) о приоритетом показателей.

Реиенпв задачи заключается в сладупг.ем.

Показатели каждой группы И вариантов прэ дет ввлявт с я матрицами. Показатели 1 - ой группы, 1 - 1 ,га , представляются матрицей размерностью И х ш.,

i i i

П1 ,п1 П1 ,па ... П1 ,г»А

i i i

Пг,п1 na,ng ... nz.rij ^jgj

l ' l i Пм,п1 Пи.г^ ' . . . Пм,п.

элементы строки которой являются чнслэкгшми значения?;-:! показателей рассматриваемого варианта, а элементы столбца являются численными значениями одноименных показаталэй всех расгаатриЕа-еых вариантов.

Производится сравнение численных значений элементов столбцов матрицы (18) и устанавливается значение, по которому отда ется предпочтение варианту с этим показателем. После выполнения этой операции по всем столбцам матрицы (18) образуется новая группа показателей, которая представляется матрицей-строкой

Iii i I

I По.т^, По,TV,,..., По,п± I . (19)

Она предписывается некоторому "расчетному" варианту; этот вариант выполнял бн заданую цель с наилучшеми показателями по i -ой стороне фушеционирования. Аналогичным образом могут бить получены показатели по всем m группам показателей.

Строится матрица отклонений, кавдого элемента столбца матрицы (18) от расчетного значега1я соответствующего показателя, задаваемого матрицей (19), и производится нормирование элемен-

тов столбцов матрицы отклонений относительно наименьшего значения. Показатели каадой группы предстььляются матрицами с

безразмерными элементами. Показатели представляются матрицей порядка М х ш

i -ой группы, i = 1 ,m

i

Ü1 .n, i

Ua.n,

1

Ui,n2 i

Ua.n,

i

U1 ,1 1

U2,r

1

UM,I

(20)

1 1 11м,г^ . . . 11м,п1

Элементы, относительно которых производилось нормирование, вошли в матрицу (20) с численными значениями равными единице. Решена задача оптимизации по вертикали, то есть задача выбора наилучшего варианта по всем столбцам матриц (18).

Следующим этапом решения задачи многокритериальной оптимизации является задача оптимизации по горизонтали, то есть выбора наилучшего варианта по каждому из эксплуатационных факторов. Она решается на основе введения в рассмотрения общего показателя' для элементов каждой строки матрицы (20). Так как все элементы матрицы (20) являются безразмерными и выражены в относительных единицах, то все элементы каждой строки связываются величиной Уц1 ^

7ц

ш.

1

,1 = 1 ,ш

1 ,м.

t fei ui.k При этом значении Уц минимизируется функция гц Iii 1 i ,

i ( иц,к - Уц Г гц V min ) -j—:- ,1=1 ,ш

for

Ц = 1.М,

по структуре построения аналогичная рассмотренным выше. После 1

расчета показателя Уц по всем строкам матрицы" (20) образуется новая группа показателей, которая может быть представлена

матрицей-столбцом

i i Vi, V2,.

i

. ,VM

M - 1.Ш

(21)

Матрицы (21) устанавливают степень различия по группам показателей всех вариантоа. На основе матрицы (21) рассчитывается индекс эффективности для данного варианта САУ, что является завершающим этапом решения поставленной задачи.

Расчет индекса эффективности данного варианта производится по формуле:

1» - —-j- да - 1,«

I

Чр.

при этом значении V|i минимизируется функция Щх ш i 2

V" ( Уц - Уц )

Яц = min i ---, ц - 1 ,M.

{=r Yti

После расчета индексов эффективности для всех возможных вариантов образуется матрица-столбец

т • 1 Vi, V2,...,VM •

Численные значения индекса эффективности для каждого варианта ранжируют все варианты по всему набору показателей функционирования и позволяют установить вариант, который имеет .-•преимущества по всему набору показателей. Это является решением поставленной задачи.

В четвертом подразделе рассматривается решение задачи оце нивания с приоритетом показателей.

Нормируются элементы столбцов матрицы отклонений относительно наименьшего значения элемента каждого столбца. Полученная таким образом матрица'с элементами aj.r^ реализует требования целевой фунции пропорциональности. Определяется сумма элементов по каждому из столбцов и строк указанной матрицы в соответствии с выражением

м

aj.i^ ,k = 1,1.

Вводятся в рассмотрение приоритеты соответствующих показателей систем и групп показателей р4п. и ß1^ соответсвенно.

Осуществляется переход от коэффициентов а1 к новым коэффициентам аЦ^ а от них к коэффициентам а^у. Указанная звдвчв представляется в виде решения задачи распределения численного значения коэффициента а1 между подсистемами и звеньями, в соответствии с требованиями целевой функции пропорциональности. При полном у дав ле творении потребностей подсистем и звятев системы в реализации данных показателей, будут удовлетворяться условия пропорциональности.

В пятом подразделе рассматривается задача оценки эффективности функционирования САУ торможением колес самолета для различных случаев регуляторов, в том числе для штатных систем, используемых в настоящее время авиационной промышленностью.

Блок оценки качества функционирования САУ тормозных систем самолета включен в программное обеспечение, используемое для проектирования новых образцов авиационной техники, разработанное В СПб ГААП.

В приложениях к диссертационной работе приводится вычисление целевой функции пропорционального распределения; представлено рбшение системы линейных уравнений в виде задачи поиска минимума Целевой функции пропорцианальности; алгоритм оценки Качества функционирования САУ тормозной системы колес самолета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложен К разработан метод параметрического синтеза линейных непрерывных САУ по заданным .показателям качества. В основу метода положен метод пропорционального распределения невязки. Параметра САУ определяются из условия точного или приближенного обеспечения заданных показателей качества переходного процесса. При втом безусловно обеспечивается устойчивость системы. В случае нелинейной зависимости варьируемых параметров задача синтеза сводится к вадачи нелинейного программирования.

Применение принципа йропорционального распределения позволило синтезировать регулятор, параметра которого находятся на нижнем пределе допустимых значений, определяемых из условий га технической реализуемости.

2. Для осуществления синтеза САУ методом пропорционального

распределения невязки предложена методика выбора щюграммного движения САУ. В качестве модели программного движения САУ использованы желае>ше модели распределения нулей и полюсов нормированной передаточной функции. Даны практические рекомендации по выбору законов их распределения.

3. Предложен приближенный численно-аналитический метод решения задачи анализа качества функционирования САУ. В основе метода лежит нахождение корней и постоянных интегрирования через отношения производных высших порядков, определяемых в начальный момент времени по динамическому уравнению системы.

На базе предложенного метода разработаны алгоритмы и программы определения как корней характеристического уравнения САУ, так и в общем виде корней и постоянных интегрирования, выраженных через параметры САУ .

4. Предложена обобщенная методика оценки эффективности функционирования САУ, позволяющая формализовать процесс оценки эффективности функционирования сложных■систем любого иерархического уровня. При этом оценка качества функционирования САУ может произодиться как с приоритетом отдельных показателей эффективности, так и без такового.

. .Применение принципа пропорционального распределения позволило формализовать процесс оценки качества систем любого иерар-ХЦЧ8ского уровня.

5. По заказу авиационной промышленности, в рамках проводимых в СПб ГААП исследований, решена задача проектирования системы торможения колесами тяжелого самолета. В результате синтеза определены значения 7 параметров регулятора, которые обеспечивают заданные показатели качества работы системы, что подтверждается результатами цифрового моделирования и испытанием макетного промышленного образца на полунатурном стенде.

Предложенная обобщенная методика оценки эффективности функционирования САУ была использована авиационной корпорацией "Рубин" для оценки качества функционирования находившегося в проектирован™ тяжелого самолета.

б. Решение технических задач подтверждает эффективность разработанных методов, алгритмов и программ синтеза, анализа и оценки эффективности функционирования САУ.

IB

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гогин Д.Ю., Осипов Л.А., Запасская Е.С. Синтез систем управления на основе пропорционального распределения навязки. // Ленингр. ин-т. авиац. приборостр. Л., 1990. 17с.библиогр. 2 назв. ,Деп. в ВИНИТИ 13.II.90, П5678-В90.

2. Гогин Д.Ю. .Осипов Л.А.,Земляков Н.Д. Построение явной модели процесса свободного движения системы автоматического управления.//Ленингр.ин-т авиац. приборостр.Л.,1989,23

с.,библиогр.З назв., Деп. в ВИНИТИ 21.02.89, N1137-B89.

3. Гогин Д.Ю., Шишлаков В.Ф. Построение модели программного движения систем // Ленингр. ин-т авиац. приборостр. Л., 1991,14 с.,библиогр. 9 назв.,Деп. в ВИНИТИ 04.06.91, N 2317-В91 .

4. Програмный комплекс "QUROPT" V03. Гогин Д.Ю. Захаров В.М.,Земляков Н.Д.,Сусленникова Е.Ю.,и др.// ГОСФАП СССР,

01.11.88, N50880000887, бш. N 4, 1988.

Б. Гогин Д.Ю. Оценка качества функционирования САУ // Лейингр. ин-т авиац. приборостр. Л., 1991, 31с.,библиогр. 13 назв., Деп в ВИНИТИ 13.11.91, N 4270-В91.

6. Гогин Д.Ю.,Захаров В.М.,Земляков Н.Д. Унификация программного обеспечения системы автоматизации инженерных исследований // Тез.докл. 1 Всесоюзной науч.-техн. конференции, 7-8 сентября 1988г.-Днепропетровск, 1988. 0.-48.

7. Гогин Д.Ю..Захаров В.М.,Земляков Н.Д. Совместное использование вход-выходных соотношений .и переменных состояний для машинного анализа процессов в САУ.//Ленингр. ин-т.аои-ац.приборостр. Л., 1986. 4с. библиогр.4назв.,Двп. в ВИНИТИ

21.02.89, И 1137-В89.

'8. Гогин Д.Ю..Земляков Н.Д. Численный метод нахождения корней уравнения при построении адаптивной системы // Метода исследования и проектирования систем, и приборов: Межвуз.сб.науч.тр.-Л.:ЛИАП,1990. С.98-102.

9. Гогин Д.Ю..Захаров В.М. Базовая структура уравнеий САУ для автоматизации инженерных исследований // Методы исследования и проектирования систем и приборов: Меквуз.сб.науч. тр. -Л. : ЛИАП, 1990. С.56-58.

10. Гонга Д.Ю..Захаров В.М.«Земляков Н.Д. Обобщенная структура исходных уравнений для интегрирования САУ. // Учебно-исследовательская САПР: Межвуз.сб.науч.тр.-Красноярск. :КрПИ<3 • 1989. 0.67-69.

11. Гопга Д.Ю.,-Захаров В.М., Земляков Н.Д.,и др. Программный комплекс "0Ш0НТ" У01. // ГООФАП СССР, 01.11.88, N 50880000081, бюл. Ы 10, 1988.

1?.. Гопш Д.Ю., Захаров В.М., Земляков Н.Д.,и др. Программный комплекс "СИЖЖТ" 702. // ГООФАП СССР, 01.11.88, N 50880000887, бюл. N 4, 1988.

13. Программа определения матричной передаточной функции САУ. Гогин Д.Ю., Захаров В.М., Земляков Н.Д., и др. // ФАПП N Р 0198-01.

14. Программа вероятностей исследования и оптимизации параметров нелинейных САУ с использованием, статистической линеаризации элементов Гогин Д.Ю., Захаров В.М., Земляков Н.Д. И др.// ФАПП N Р 0199-01.

15. Программный комплекс параметрического синтеза нелинейных САУ. Гогин Д.Ю., Захаров В.М., Земляков Н.Д. и др. // ОФАПП общего машиностроения N 3161.

16. Гогин Д.Ю.,Шгадлаков В.Ф..Исследование динамических систем аналитическим методом.//СПб.,СПб ГААП, СПб,1994,15с.,библи~ огр.11 назв., Деп. в ВИНИТИ 24.05.94, N 1285 -В94.

Лицензия ЛР N020341 от 27.12.91., Формат 60x84 1/16 Бумага тип N 3. Печать офсетная. Усл.печ.л. 1, Уч.-изд.л.2,0 Тираж 100 экз N193 Подписано в печать 2.11.95 г.

Отдел оперативной полиграфии СПбГААП -190000, Санкт-Петербург, ул. Б.Морская,67