автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Синтез систем управления многомерными стационарными объектами по ограничениям на переходные процессы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

КЫРГЫЗСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И. Раззакова

УДК 62.50 На правах рукописи

Тыныстанова Жаныл Макеновна

СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОМЕРНЫМИ СТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ ПО ОГРАНИЧЕНИЯМ НА ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление

и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бишкек 2004

Работа выполнена в Институте автоматики Национальной Академии Наук Кыргызской Республики

Научный руководитель - доктор технических наук

ОМОРОВ Т.Т.

Официальные оппоненты - доктор физ.-мат. наук,

профессор РАФАТОВ Р.Р., - канд.техн. наук доцент

АКМАТБЕКОВ P.A.

Ведущая организация - Кыргызско-Российский славянский

университет

Защита состоится «28» мая 2004 г. в 9 — часов на заседании Диссертационного совета Д 05.04.231 по присуждению ученых степеней доктора и кандидата технических наук при Кыргызском техническом университете им. И. Раззакова, г. Бишкек, пр. Мира 66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре Кыргызского технического университета им. И. Раззакова.

Автореферат разослан « 28 » апреля 2004г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

K.T.H.

И.Г. Тен

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Сложность современных технологий, стремление обеспечить высокую эффективность производства, экономию ресурсов и требуемый уровень качества выпускаемой продукции обуславливают необходимость совершенствования автоматических систем, поиска новых принципов и методов управления. В этих условиях определенным требованиям должны удовлетворять не только проектируемые системы управления, но и методы их построения. К ряду основных требований можно отнести: эффективность методов синтеза систем управления и получение на их основе гарантированных результатов но управлению; возможность конструктивного учета заданных инженерных требований основным характеристикам системы (точности, быстродействию и т.д.), а также технических ограничений на величины управляющих воздействий и управляемых переменных.

Современная теория автоматического управления располагает достаточно эффективными методами, позволяющими синтезировать системы автоматического управления (САУ) для широкого класса объектов. Это такие известные методы, как аналитическое конструирование оптимальных регуляторов (АКОР), модальное управление, теория 11Л, частотные методы, методы функций Ляпунова, принцип максимума, динамическое программирование, нелинейное программирование, методы синтеза на основе обратной задачи динамики и др. В создании современной теории автоматического управления большую роль сыграли работы выдающихся ученых В.В.Солодовникова, Н.Н.Красовского, А.А.Красовского, А.А.Воронова, А.А.Вавилова,

A.А.Фельдбаума, Я.З.Цыпкина, А.М.Летова, К.А.Пупкова, Р.М.Юсупова,

B.Ф.Бирюкова, Р.Капмана, Х.Розенброка, Б.Портера и др. В Кыргызской Республике в развитие этой теории существенный вклад внесли Ж.Ш.Шаршеналиев, В.П.Живоглядов, Т.Т.Оморов, Б.М.Миркин, Ж.И.Батырканов, Р.О.Оморов и др.

Несмотря на многообразие методов динамического проектирования САУ в большинстве из них из-за сложности проблемы управления в основном применяются косвенные критерии оценки качества автоматических систем, такие как интегральные критерии (АКОР), корневые оценки (модальное управление), частотные показатели и др. Каждый из них имеет часпгый характер в том смысле, что предназначен для оценки какого-либо свойства или контролируемого показателя качества САУ.

Методы синтеза, использующие косвенные критерии оценки качества управляемых процессов не позволяют в достаточной мере гарантировать получение первичных инженерных показателей и ограничений технологического характера. Обеспечение гарантированных результатов в этих методах связано с рядом трудностей, в частности, многократным повторением процедур синтеза, решением двух точечных краевых задач, выбором полюсов замкну-

той системы и др. Указанные сложности в решении проблемы управления динамическими объектами привели к необходимости разработки в Институте автоматики Национальной академии наук Кыргызской Республики нового направления в теории автоматического управления, названного принципом гарантируемой динамики (ПГД).

Цель работы состоит в разработке конструктивных методик и алгоритмов синтеза регуляторов многомерных САУ с учетом инженерных требований к проектируемой системе на основе принципа гарантируемой динамики.

Методы исследования. В работе использовались методы математического анализа, теории матриц и современной теории управления. Эффективность предложенных методик построения регуляторов оценивалась на основе компыотерного моделирования синтезированных САУ.

Научная новизна результатов работы заключается в разработке новых методик, позволяющих определять структуру и параметры ра-уляторов управляемых систем непосредственно по инженерным показателям качества на основе формализма принципа гарантируемой динамики.

На защиту выносятся следующие основные научные результаты: методика построения динамического регулятора для линейного многомерного объекта, обеспечивающая заданные ограничения управляемым переменным, число которых меньше размерности вектора состояния;

алгоритм синтеза линейных автоматических систем управления, позволяющий учитывать требуемые ограничения на переходные процессы и на скалярное управление;

алгоритм построения законов управления нелинейными системами, в уравнения которых управляющие воздействия входят линейно;

методика структурного синтеза регуляторов линейных стационарных многомерных систем, обеспечивающих гарантированное выполнение ограничений на текущие значения квадратического показателя качества;

алгоритм параметрического синтеза законов управления линейными многомерными объектами с учетом квадратических ограничений на управляющие воздействия.

Практическая ценность. Предложенные в работе методы позволяют проектировать высокоточные автоматические системы стабилизации, слежения и программного управления по инженерным критериям качества; создавать алгоритмическое и специальное программное обеспечения систем управления технологическими объектами в различных отраслях промышленности. Использование предложенных алгоритмов значительно облегчает вычислительные процедуры расчета систем управления с учетом первичных показателей качества.

Реализация результатов работы. Работа выполнена в рамках проектов фундаментальных научно - исследовательских работ Института автоматики Национальной академии наук Кыргызской Республики.

Результаты работы использованы при построении контуров управления технологическим процессом производства поликристаллического кремния ТА О «Кристалл») и системы стабилизации синхронного генератора (АО хСеверэлектро»).

Апробации работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международном симпозиуме, посвященного 100-летию со дня рождения К.И. Сатпаева (Алматы, 1999), международной конференции "Проблемы управления и информатики", (Бишкек, 2000), научной конференции "Современные проблемы алгоритмизации и программирования", (Ташкент, 2001), международном семинаре "Голография и оптическая обработка информации" (Бишкек, 2001), международной конференции, "Телекоммуникационные и информационные технологии" (Бишкек, 2001, 2002), международной конференции, "Вычислительные технологии и математическое моделирование в науке, технике и образовании", (Алма-Ата, 2002), международной конференции, "Энергосбережение-проблемы, современные технологии и управление" (Бишкек, 2003). Работа обсуждалась на заседаниях Ученого совета Института автоматики Национальной академии наук Кыргызской Республики, кафедры автоматического управления и Научно-технического совета Кыргызского технического университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы в 102 наименований и приложения, в котором представлены акты об использовании результатов диссертационной работы. Работа содержит 110 стр. основного текста, 21 рис., 4 табл.

Основное содержание работы

В первой главе сформулированы общая проблема управления, критерии оценки качества и точности регулирования многомерными объектами. Дан краткий обзор существующих методов синтеза САУ. Изложены теоретические основы принципа гарантируемой динамики.

Обоснован выбор критерия качества, известного в классической теории регулирования как критерий допустимого качества, введенный впервые профессором В.В. Солодовниковым. В соответствии с этим критерием система обладает заданным (допустимым) качеством регулирования, если показатели переходного процесса по управляемой переменной х,(1) удовлетворяют условиям (для одномерной САУ):

Т! < Т,*, О! < О! , 5] < 5]',

Т" * * 1 * "

где через Т| , О] и 5) ооозначсны максимально допустимые значения, соответственно времени регулирования, перерегулирования и статической ошибки. Совокупность указанных параметров была названа вектором прямых (первичных, инженерных) показателей качества:

П, = [ ТД о,*, 5,*].

Система регулирования, обладающая заданным вектором первичных показателей качества П:. должна иметь переходный процесс Х)И). принадлежащим области допустимых значений:

X: (1) = [ х, е Я1 :х,"(0<х, (1)<х, (I) ].

1 с [ 0 . х) .

где Х|"(1). х; (0 ■ функции, задающие нижнюю и верхнюю границы допустимой области для переменной х:(1). При этом каждому заданному вектору прямых показателей качества П) = [Т| . ст; . 5| ] соответствует множество переходных процессов Х(0. Границы допустимой области Х([) определяются компонентами вектора Г1|.

Дальнейшее развитие теории и практики автоматического управления привело к обобщению критерия допустимою качества к многомерным САУ. Основная идея при этом заключается в следующем. Рассматривается многомерная система управления (рис. 1). имеющая N управляемых переменных [У;-У2----Ух]=У- Для которых определены задающие воздействия

Рис. 1. Структура замкнутой САУ

Предполагается, что в начальный момент времени I ~ ошибки регулирования удовлетворяют условиям

е, (О | = | й. (У - У, Оо) ■. < о, (О . I - . где а,(О - заданные положительные числа.

По каждой управляемой переменной у, (I) на основе инженерных показателей качества регулирования

П; - [ Т," . О," . 8;* ] задаются допустимые области для ошибок управления е,(1): Е,(1)= ¡е,е Я1: (! е. 0) • < о, (0 ,.

! = К>У. I е Г I». I, ].

где положительные функции о, (1) определяются вектором качества П, и задают границы допустимых множеств Е, (рис.2.); - конечный момент времени управления.

Рис. 2. Критерий допустимого качества управления

Допустимое множество Е (t) для вектора ошибки управления e(t) определяется выражением

Е (t) = { е е RN: e¡(t)e E¡(t), i= Щ }, t e [ t„, tk ].

Проблема синтеза состоит в определении структуры и параметров регулятора (управляющей подсистемы), обеспечивающего принадлежность переходных процессов e¡(t) по ошибке управления заданным множествам E¡(t), т.е. e,(t)eE,(t).

lío второй главе рассматривается задача управления многомерными динамическими объектами по ограничениям на переходные процессы. Исходная проблема управления формулируется в рамках концепции допустимости переходных процессов, а для ее решения применяется принцип гарантируемой динамики. На основе аналитических условий принадлежности переходных процессов к заданным множествам получены так называемые уравнения синтеза, решения которых представляют собой искомые законы управления.

В практике управления в большинстве случаев необходимо обеспечивать заданную динамику лишь управляемым переменным, число которых N меньше размерности вектора состояния х (N < п).

Для решения задачи управления в этих условиях в данной главе описывается методика синтеза линейных систем автоматического управления (САУ) на основе принципа гарантируемой динамики.

Рассматривается динамический объект, описываемый линейным дифференциальным уравнением в отклонениях x(t) = Ax(t) + Bu(t),

x(to) = x0, te[t0,tj, (1)

где x(t), u(t) - векторы состояния и управления, имеющие соответственно размерности п, ш; А, В —матрицы соответствующих размерностей.

Задача синтеза регулятора для объекта (1) заключается в определении закона управления, обеспечивающего заданные ограничения на переходные процессы:

к(1)|<а,(1), (2)

где у,(1) - элементы М-мерного вектора у(1)=[у1(Х), у2(1),..., ум0)] управляемых переменных объекта (1), каждый элемент которого совпадает с одной из компонент вектора состояния х(Х), причем М<п; а^О - функции, задающие максимально допустимые значения у,^) в переходном процессе.

Для дальнейшего применения принципа гараЕгтируемой динамики система уравнений (1) предварительно записывается в виде двух подсистем

у = Ау + Аг + Ви, (3)

ъ = А'х + Ау + Ви . (4)

где г - (п-1М) - мерный вектор, составленный из не подлежащих управлению переменных состояния х; матрицы А, А ,А,А,В,В образуются из матриц А и В соответствующим образом.

Относительно вектора ъ предполагается, что его компоненты являются

огра! шч енным и фун кция м и:

+

где гк - положительные заданные числа.

Синтез регулятора осуществляется на основе следующего утверждения принципа гарантируемой динамики.

Утверждение 1. Пусть |у,(1;о)| < С^(Ч0), 1 = Тогда для того,

чтобы обеспечивались условия допустимого качества управления, достаточно выполнения соотношений

I (

|уКг)у;(т)^<|аДт)СТ;(т)<к, (5)

'о 1(1

Предполагается, что динамика объекта управления по управляемым переменным у,(Ч) подчиняется желаемым динамическим процессам, определяемым по формулам

У, (0 - £ Р;У/{) + £ & Ъу <Ч) + Р, (I), (6)

j=l к=1

где РрРк- параметры, определяемые так, чтобы выполнялись целевые соотношения (5); р,(Х) - вспомогательные функции, удовлетворяющие ограни-

чениям

|^(1)|<РГ(0, 5 = 1,14, (7)

Р,(0 - положительные непрерывно дифференцируемые функции, определяющие верхние границы для р,(Ч).

Параметры р . рк можно определить на основе следующего утверждения.

Утверждение 2. Пусть |у;(10)| < ст^0). Тогда динамические процессы

по управляемым переменным удовлетворяют целевым соотношениям (2), если выполняются неравенства

п-Ы

Н »„ к=1

1 I I

+ |а, (т)р; (т)ск < (т>Т; (т)с1т - Р; |<г? (т)(1т. (8)

Закон управления и(0 определяется из условия обеспечения ограничений (7) на вспомогательные функции Р,^).

Далее для обеспечен™ енраничений на вспомогательные функции Р;(Ч) используются результаты следующего утверждения.

Утверждение 3. Пусть |Р|(\)| < Р,+ (\)-Тогда, если функции Р,(1) описываются соотношениями Р|(0 = У;Р;(0, I — 1,14, то для обеспечения условий (7) достаточно выполнения неравенств

у, |р;2(т)ск < |р,+ (т)(3,+ (Х)(1т, I = (9)

•о «о

Полученные результаты позволяют определить уравнение искомого регулятора в следующей векторной форме:

й(0 = Ли(0 + Уу(0 + Р2; (Ю)

где матрицы

^ ~ {^Лтхт' ^ = Р = (Рп' )тх(п-К)

определяются па основе коэффициентов следующих соотношений

л-И

=ЕаЧи* +Ет.аУа +

С=1 а = 1 V=1

' = 1,т.

11-ы

где

а

/ =Ьи+ХаиЬ«+ ЕчАм

.И

к=1 N

п-Ы

j=l

к=1

Р* =У| Х(ал -Рк) + Еача^ + ЕяХ.,-

к=1 У=1 У=1

Таким образом, предложенная методика позволяет проектировать многомерный динамический регулятор по ограничениям на управляемые переменные. Структура синтезированной САУ представлена на рис. 3. Обобщенный алгоритм синтеза закона управления для рассматриваемого случая приведен ниже.

Регулятор

СлЗф=

иш

ф

Объект управления

=ППф=п

4

Ф

5

о

=0

т

Рис. 3. Структура САУ с динамическим регулятором

Далее решается задача синтеза автоматических систем с учетом ограничений на скалярное управление. В этом случае матрицы рассматриваемой модели линейного объекта управления (1) со скалярным входом и^) имеют вид

" 0 1 0 ... 0 " "о"

А = 0 0 1 ... 0 , в = 0

Л1 ап2 апЗ ' ' аш _ Л.

Уравнение выхода представляется в виде

у(0 = Сх(0, (11)

где С = [1, 0, 0,..., 0] -п-мернаявектор-строка, т.е. у(Ч) = х^). Далее будем считать, что

где х* - верхние границы координат х^).

Задача синтеза закона управления для объекта (1) с учетом выше приведенных условий состоит в определении структуры и параметров регулятора, обеспечивающего требуемые ограничения на переходные процессы выхода

^(ОН^СО^аЛО, 1е[10,у, (12)

и на величину управляющего воздействия

КсфиГ, (13)

где и,' - положительная величина, определяющая границу допустимой области и^) для управления:

и,(1) = {4,(1)6 И': МфиП, 1е[10,1к]. Здесь как и в предыдущем случае для нахождения искомого регулятора вводится вспомогательная функция определяющая степень близости

переходных процессов объекта управления с желаемой динамикой. Другими словами закон управления определяется из условия обеспечения соотношения

1=1

Далее используя результаты утверждения 2 и утверждения 3 при условии, что N=1 получено следующее уравнение синтеза

<

РГ СО-

СИ)

п-1 г

-Рп "ьЬп111 ! -^ТтГХз- О5)

1-1 ЧМ ) ¡ = 1

Откуда определяется искомый закон управления

и1(0 = Хк1х,(0, (16)

¡=1

где коэффициенты к, при переменных х,(Т) являются функциями от параметров ап!, Ьп, р;, уь которые образуют вектор-параметр регулятора ..,я„].

Допустимое подмножество С? для вектор-параметра регулятора я определяется соотношением

О = С>1 пс>2,

где подмножества

- е К": !х,(0|<а,(4

(}2={дпеИп: |и,(1)|<иГ}( 1е[10,1к].

Описание подмножества СЬ производиться на основе результатов утверждения 3, а подмножества СЬ - на основе следующего утверждения.

Утверждение 4. Пусть структура закона управления и, (I) определена в виде (16). Тогда ограничение (13) будет выполняться, если при 1= ^начальное значение управления и, е и,(1:о), а при 1 > ^

I I

|и1(т)й,(т)(1т= |хт(т)М(ц)х(х)с1т < 0, (17)

'о 'о

где М(с]) - пхл-мерная матрица соответствующей квадратической формы. При этом подмножество

д2={Чпе1Г: М;(я)-< 0, ¡ = й}, (18)

где М; (ц) - главные миноры матрицы M(q).

В результате задача синтеза регулятора для объекта управления, описываемого уравнениями (1), (11) сводиться к определению произвольного элемента подмножества q е Q.

В третьей главе рассматривается задача управления линейными многомерными стационарными объектами, когда качество синтезируемой САУ оценивается квадрапгческим критерием. В постановке задачи синтеза вместо интегрального показателя качества вводится критерий, ограничивающий значения квадратической меры ошибки регулирования во всем интервале управ-

лелия, что существенным образом отличается от традиционной, принятой в теории оптимального управления.

Для целей синтеза получены аналитические условия, выполнение которых гарантирует достижение заданных целевых соотношений. На их основе выведены уравнения синтеза искомых законов управления. Рассмотрены особенности учета ограничений на величины управляющих воздействий.

Рассматривается многомерный объект управления при наличии вектора детерминированных возмущающих воздействий ^(1), динамика которого описывается векторным уравнением:

х(0 = А х(0 + В и(0 + , (19)

При этом качество синтезируемой САУ задается условием:

МО-е^Оде^о.С), (20)

I е [10,1к],

где С> - пхп-мерная матрица весовых коэффициентов; 0|([) - положительная непрерывно дифференцируемая функция, определяющая границу допустимой области для критерия 11(1).

Задача синтеза формулируется следующим образом: определить структуру и параметры регулятора для объекта управления (19), обеспечивающего выполнение целевого соотношения (20).

Для решения сформулированной задачи получены вспомогательные условия, устанавливающие связи между динамическими свойствами управляемого объекта и заданными показателями качества проектируемой системы.

Утверячцение 5. Пусть р1(10)] < О, (10) . Тогда целевое соотношение (20) выполняется, если для всех 1е[10,1к] удовлетворяется условие

I 1

_[1,(тД(т) ёт< |с,(т)а,(т)(к , (21)

'о 10

I е [ 1„, гк ] .

На основе соотношения (21) искомый закон управления и(0, обеспечивающий гарантированное выполнение целевых соотношений (20), определяется соотношением

и(0 = О-Чч.СЗ - <ЗА]е(0 - с-^мад, (22)

где вещественные матрицы

с-'-ювг1, <з=о+дт.

Далее рассматривается задача синтеза закона управления с обратной связью

и(1)=~Кх(1) (23)

для линейного многомерного объекта (1). обеспечивающего целевое соотношение (20).

Решение сформулированной задачи синтеза осуществляется на основе применения принципа гарантируемой динамики.

Условия, при выполнении которых удовлетворяется неравенство (20). определяются следующим утверждением.

Утверждение 6. Пусть J1(ti,)|<a1(ti,). Тогда условие допустимого качества управления (20) обеспечивается, если для всех te [t„, tk] выполняются соотношения

j,(t)=p, J.(t). (24)

I !

р, fo,2(i)di < fc:(T)ä,(T)dT . (25)

'о ¡с

где р- - вещественное число.

В результате получено матричное уравнение

[2Q( А - ВК.)- 2Q,](A-BK)-VQ(A -BK)-YQ. = 0. (26)

решение которого и определяет искомую матрицу регулятора К.

Далее рассматривается следующий вариант форматизации цели управления и учета ограничений на величины управляющих воздействий, когда в качестве критерия используется соотношение

J(t)=eTQc + uTRu <CT(t). (27)

где Q. R - матрицы соответствующих размерностей.

Структура закона управления задается в виде (23). В этом случае искомая матрица К определяется как решение следующего матричного уравнения

(Q - К r(R + RT)K)(A - ВК)- p:Q - К 1 p,RK - 0. (28)

Далее рассматривается задача синтеза регуляторов для нелинейных динамических объектов, в уравнения которых вектор управления u(t) входит линейно:

x(t)=f(x.c)+Bu(t). (29)

где f(*) = [f'(*).f-(*).....fr (*)]■-n-мерная нелинейная вектор-функция:

В - п х m-мсрная матрица. E(t) - вектор детерминированных возмущений.

Для опенки степени близости желаемого и фактического движений системы управления используется скалярная квадратическая функция J,(t) и критериальное ограничение (20). На основе результатов утверждения 6 для объекта (29) синтезирован закон управления u(t).

В четвертой главе представлены результаты применения предложенных методик и алгоритмов для решения практических задач управления.

В 4.1 разработанная методика синтеза регулятора использована для построения контура управления технологическим процессом выращивания кристаллов поликремния. Выбранная методика позволил значительно упростить вычислительные процедуры и обеспечить заданные требования по температурному режиму данного процесса и интенсивности подачи парогазовой смеси. Приведены результаты компьютерного моделирования.

В 4.2 выполнен расчет системы управления синхронным генератором. Результаты численного эксперимента показали, что синтезированный регулятор стабилизирует частоту и напряжение на выходе объекта с заданной точностью. При этом достигается требуемое быстродействие.

При проведении численных экспериментов использованы средства системы Матлаб и Симулинк.

Основные результаты работы

В диссертационной работе на основе принципа гарантируемой динамики получены следующие новые научные результаты:

1. Получены аналитические условия, выполнения которых гарантирует принадлежность критериальных функций и переходных процессов проектируемой системы управления заданным множествам, определяемым по первичным инженерным показателям качества.

2. Разработана методика построения динамического регулятора для линейного многомерного объекта, обеспечивающая заданные ограничения управляемым переменным, число которых меньше размерности вектора состояния.

3.Предложен алгоритм синтеза линейных автоматических систем управления, позволяющий учитывать требуемые ограничения на переходные процессы и на скалярное управление.

4. Разработан алгоритм построения законов управления нелинейными системами, в уравнения которых управляющие воздействия входят линейно.

5. Предложена методика структурного синтеза регуляторов линейных стационарных многомерных систем, обеспечивающая гарантированное выполнение ограничений на текущие значения квадратического показателя качества.

6. Разработан алгоритм параметрического синтеза законов управления линейными многомерными объектами с учетом квадратических ограничений на управляющие воздействия.

Разработанные в работе методы и алгоритмы использованы при построении контуров управления процессом выращивания кристаллов поликремния (ГАО «Кристалл») и синхронным генератором (АО «Северэлектро»).

Основное содержание диссертационном работы изложено в следующих публикациях:

1. Оморов Т.Т., Кушакова С.Е., Тьгныстанова Ж.М. Синтез робастньгх систем управления на основе концепции допустимости // Труды Международного симпозиума, посвященного 100-летию со дня рождения К.И. Сатпае-ва,-Алматы: Айкос,1999. Часть II. С.151-152.

2. Omorov Т.Т., Tynyslanova J.M. Synthesis of control subsystem by constraint on the quadratic figure of merit // Проблемы управления и информатики. Доклады Международной конференции. - Бишкек: Илим, 2000. С.68-70.

3. Оморов Т.Т., Тыныстанова Ж.М. Синтез систем стабилизации динамических объектов с гарантированными показателями качества // Вестник КГНУ. - Бишкек, 2001. С.79-82.

4. Тыныстанова Ж.М. Расчет систем управления по ограничениям на квадратические критерии качества // Принцип гарантируемой динамики в теории систем управления. Книга 1, Глава 3.- Бишкек: «Илим», 2001. С.83-94.

5. Оморов Т.Т., Тьгныстанова Ж.М. Алгоритмические основы создания систем управления с гарантируемой динамикой // Современные проблемы алгоритмизации и программирования. Научная конференция - Ташкент, 2001. С.254-256.

6. Оморов Т.Т., Тыныстанова Ж.М., Успеев Э.Т., Дулатов М.Т. Структура и задачи системы динамического проектирования автоматических систем с использованием компьютерных технологий // Телекоммуникационные и информационные технологии. Международная конференция.- Бишкек, 2001. С.42-46.

7. Оморов Т.Т., Тыныстанова Ж.М. Программное управление многомерными системами на основе принципа гарантируемой динамики // Проблемы автоматики и управления,- Бишкек: Илим, 2001. С.21-31.

8. Оморов Т.Т., Шаршеналиев Ж.Ш., Тыныстанова Ж.М. Синтез динамических управляющих систем на основе принципа гарантируемой динамики /У Известия О ¡некого технологического университета.- Ош, 2001, №2. С.19-23.

9. Omorov Т.Т., Tynystanova J.M., Omtirbaev N.T., Joldoshev B.O. Syntheses of control systems on base principle of guarantied dynamics // Proceedings of the international seminar "Holography and optical information processing" -Bishkek, 2001. P. 156-159.

10. Оморов T.T., Тыныстанова Ж.М., Синтез регуляторов по ограничениям на управляемые выходы // Принцип гарантируемой динамики п теории систем управления. Книга 1, §2.4-Бишкек: «Илим», 2001. С.50-58.

И. Оморов Т.Т., Тыныстанова Ж.М., Синтез автоматических многомерных систем со скалярным управлением // Принцип гарантируемой динамики в теории систем управления. Книга 1, §2.5 — Бишкек: «Илим», 2001. С.58-63.

12. Оморов Т.Т., Тыныстанова Ж.М. Синтез структуры и параметров регулятора системы возбуждения синхронного генератора //Труды межд. Конф. Энергосбережение-проблемы, современные технологии и управление-Бишкек, 2003. С. 245-250.

13. Тыныстанова Ж.М. Математические модели подсистем управления синхронным генератором // Проблемы автоматики и управления. - Бишкек: Илим, 2003.С. 104-109.

14. Оморов Т.Т., Тыныстанова Ж.М. Новые технологии проектирования систем автоматического управления на основе принципа гарантируемой динамики // Вычислительные технологии.-Сибирское отделение РАН, Вестник КазНУ, совместный выпуск, 2002, № 4., Алматы: ВТММ-2002, Часть 5. С.106-112.

Кыскача мазмуну

Тыныстанова Жаныл Макеновна. «Ken елчемдуу стационардык объ-ектерди башкаруу системаларын вткввл процессдерин чектеелору боюнча синтез дев».

Негизги сездер: автоматтык башкаруу системалар, башкаруу, еткеел процессдер, объсктин динамикасы, сапаттыктын квадраттык керсетмесу, мо-делдештируу, чсктоо, кеп олчемдуу стационардык обуектер.

Бул диссертациялык шп гарантияланган динамнканын принцибинин не-гизшще сапаттын кнженердик корсегучтерун камсыздалдырган башкаруу системаларын шнтеп чыгуу методдоруна арналган.

вткеол процесстердин керектуу динамнкасын камсыздандырган сызык-туу объекттер учун динамикалык регуляторлорду куруу методикасы иштелии чыккан.

Скалярдык башкаруу жана вткоел процесстердин талабын камсыздандырган сызыктуу автоматтык башкаруу системаларын синтсздее алгоритми сунуш кылынган.

Башкаруучу таасир менен тецдемеге сызыктуу кирген тузсызыксыз сис-тема.тарды башкаруучу закондордун алгоритмин куруу сунушталган.

Сапатьш квадраттык керсеткучунун керектуу талаптарын камсыздандырган сызыктуу стационардык кел елчемдуу снстеманын регуляторуп синтсздее методикасы иштелип чыккан.

Бул илимий иште сунуш кылынган методикалардын жана алгоритмдер-дин жардамы менен поликрменийдин кристаллын естуруу процессии жана сипхрондук генераторду башкаруу системалары тургузулган. Алардын эффск-тивдуулугу компьютердик моделдештируу жолу менен керсетулгец.

Иштеп чыгарылгандар ишке киргизуу актылары менен далилденет.

Резюме

Тыныстанова Жаныл Макеиовиа. «Синтез систем управления многомерными стационарными объектами по ограничениям на переходные процессы».

Ключевые слова: системы автоматического управления, управление, переходные процессы, динамика объекта, допустимая область, квадратичсский показатель качества, моделирование, многомерные стационарные объекты.

В диссертации разрабатаны методики и алгоритмы синтеза систем управления по инженерным (прямым) показателям качества на основе принципа гарантируемой динамики.

Разработана методика построения регулятора для линейного динамического объекта, обеспечивающая заданную динамику управляемым переменным, число которых значительно меньше размерности вектора состояния.

Предложен алгоритм синтеза линейных автоматических систем управления, позволяющий учитывать требуемые ограничения на переходные процессы и на скалярное управление.

Предложен алгоритм построения законов управления нелинейными системами, в уравнения которых управляющие воздействия входят линейно.

Разработана методика синтеза регулятора линейной стационарной многомерной системы, обеспечивающая гарантированное выполнение ограничений на текущие значения квадратического показателя качества.

На основе разработанных методик и алгоритмов синтезированы регуляторы для управления процессом выращивания кристаллов поликремния, системы возбуждения синхронного генератора. Использование результатов работы подтверждено соответствующими актами.

RESUME

Tynystanova Janyl Makenovna. «Synthesis of control systems of multidimensional stationary objects with districts on transient».

Ключевые слова: systems of automatic control, controlling, transient, dynamic of object, permit aria, quadratic criterion, modelling, multidimensional stationary objects.

This research is considered to the development of control systems, which provide engineer indicators of quality on basis of guarantee dynamics principle.

Construction method of the regulator for linear dynamics objects is developed, which provides for given dynamics with controlled value, number of which is less than size of vector condition.

It is synthesis algorithm of linear automatic control systems is offered, which allows to considering required limitations on transferred processes scalar control.

It is synthesis method of regulator for a linear stationary multi-measure system is developed which provide for guarantee fulfilment of limitations on current meanings of quadratic indicators for quality.