Teoria sistemelor de control terminale

În multe domenii ale tehnologiei, apare problema de a aduce obiectul de control într-o stare finală dată, determinată de colectarea mai multor condiții limită. Momentul terminal este definit ca momentul îndeplinirii uneia dintre condițiile de frontieră, iar sarcina controlului terminalului este de a asigura îndeplinirea celorlalte condiții limită în acest moment cu acuratețe maximă.







Impulsul dezvoltării teoriei sistemelor de control terminale a fost sarcinile practice care decurg din rachete și inginerie spațială și aeronautică. Principiile și algoritmii de gestionare a terminalelor au fost dezvoltate sub supravegherea BN. Petrova - în primul rând când a creat un sistem de management al consumului de combustibil la bord, și apoi atunci când dezvoltă sisteme de control pentru convergență, aterizare ușoară etc.

Teoria controlului terminalelor sa dezvoltat, în esență, ca o ramură a teoriei generale a controlului optim în probleme fie cu condițiile limită la capătul drept al traiectoriei, fie cu un criteriu terminal de optimitate.

Sistemele de gestionare a terminalelor diferă de celelalte sisteme de control (de exemplu, sistemele de stabilizare) nu numai pentru scopul propus, ci și pentru modul în care este organizat procesul de gestionare. Principiile de management care sunt cele mai adecvate pentru sistemele terminale includ prezicerea viitoarei mișcări a sistemului de la momentul curent la momentul terminal și formarea procesului de schimbare a acțiunii de control (program de control) care conduce sistemul la starea finală specificată. Pentru a compensa erorile de control care apar în mod inevitabil în condiții reale, această procedură se repetă de mai multe ori la o perioadă ulterioară, rezultând astfel corectarea necesară a programului de control. Prin filtrarea interferențelor în evaluarea stării actuale a sistemului și îmbunătățirea calității predicției, este posibil să se obțină o reducere a erorilor de control când ne apropiem de momentul terminal.

Problema stochastică generală a sintezei sistemelor de control terminal este formulată, se determină bazele fizice ale soluției sale.

Sarcinile managementului terminalelor, de regulă, sunt multicriteriale (cerința maximizării preciziei terminalelor este completată de criterii de tip integral). Metodele de sinteză a sistemelor de gestionare a terminalelor utilizează ideea împărțirii unei sarcini comune în două etape. În prima etapă, din condiția extremului criteriului integral, există o clasă de funcții care definesc programul de control pe intervalul de la cuplul de curent la cuplul terminal. A doua etapă rezolvă problema sintetizării unui sistem de control cu ​​feedback. Mecanismul de reacție se realizează prin corectarea parametrilor programului de control pe baza rezultatelor predicției reziduurilor condițiilor limită la momentul terminal al timpului (de fapt, o lipsă). Algoritmul de control al mișcării perturbate se găsește din starea minimului criteriului terminal.







Pentru unele aplicații ale terminalului de control (vehicule de lansare a excreției proces, consumul de combustibil al componentelor, rendezvous spațiale) obținute programe optime de control în funcție de diverse criterii: putere, viteza, siguranta (AY Andriyenko, Ph.D. AA Muranov , Ph.D. Chadaev AI).

Una din direcțiile celei de-a doua etape a sintezei a fost cercetarea dezvoltării metodelor de prognozare a ratelor și a algoritmilor de control pentru proiectul dorit.

În acest domeniu, dezvoltate și investigate două niveluri și terminale de control multi-nivel de algoritmi iterative bazate pe utilizarea de predicție și de gestionare a mai multor modele diferite de complexitatea obiectului (VP Ivanov, Dr. VK Zawadzki).

Sistemul de borne de zgomot aleatoare filtrare probleme sunt rezolvate ca în construcția de algoritmi de estimare curent de coordonate condiție valoare și tulburări, precum și în formarea îmbunătățită evaluări alunecare predicție bazată pe datele curente și estimările chitanței obținute în etapele anterioare de control. În ceea ce privește sistemele terminale metodele de algoritmi de sinteză estimarea coordonatelor prin măsurători pe un interval istoric limitat și algoritmul de tip Kalman pentru obiectele de control neliniare (AY Andriyenko) dezvoltate. principii și metode de algoritmi de sinteză dezvoltate îmbunătățit estimările de formare și algoritmi de alunecare pentru nivelul de filtrare cu două niveluri coordonate de stat estimare si rateaza (Zawadzki VK).

În ceea ce privește sistemele de terminale de la bord efectuate de cercetare cu privire la dezvoltarea de algoritmi de control la bord pentru a menține disponibilitatea sistemului în caz de defecțiuni hardware și, prin urmare, oferă o securitate sporită a obiectelor de rachete și tehnologie spațială. Acesta a formulat o abordare fundamental nouă a sintezei, care constă în faptul că starea sistemului cu refuz parțial este considerat ca fiind unul dintre statele sale admise, care ar trebui să fie luate în considerare la selectarea unui algoritm de control (AJ Andrienko, VP Ivanov, Yu Portnov -Sokolov). În ideologia construirii algoritmului de control, se pune capacitatea de a menține calitatea acceptabilă în caz de defecțiuni.

Baza fizică pentru sinteza unor astfel de algoritmi de control este utilizarea diferitelor tipuri de redundanțe disponibile în sistem: informații, organe executive, programe de control; Introducerea obiectivelor de gestionare a rezervelor pentru eșecuri. În algoritmul de control sintetizat, este posibil să se diagnosticheze stările sistemului cu defecțiuni și ajustări la noile condiții de funcționare. Este important de reținut faptul că sporirea fiabilității sistemului în acest caz este asigurată fără utilizarea hardware-ului suplimentar.

În cadrul teoriei managementului terminalelor au fost dezvoltate și metodele de sinteză statistică a algoritmilor cu o limitare a structurii dispozitivului de comandă și metodele de estimare statistică a caracteristicilor limită de precizie ale sistemelor terminale; metode de sinteză a sistemelor de control terminale în condiții de incertitudine a sistemelor a priori de informare și control pentru obiecte multifuncționale; metoda de control al software-ului de tip prag-discret și o metodă de optimizare statistică a secvenței de timp a intervalelor de cuantificare; metodele de estimare statistică a preciziei de control a sistemelor terminale de la bord.

Principalele rezultate ale teoriei sistemului de management al terminalului au fost folosite pentru a crea sisteme de la bord pentru vehicule de lansare spațială „Soyuz“, „Proton“, „Zenith“, „Energie-Buran“, asigură punerea în aplicare a programelor spațiale naționale și proiecte internaționale ( „Apollo-Soyuz“ "Sea Launch"), precum și pentru o serie de rachete balistice intercontinentale, care au stat la baza potențialului rachetei nucleare a țării.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: