Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Шмалько Елизавета Юрьевна. Разработка и исследование метода сетевого оператора в задаче синтеза системы управления спуском космического аппарата : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Шмалько Елизавета Юрьевна; [Место защиты: Вычисл. центр РАН].- Москва, 2009.- 134 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1628

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9

1.1. ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНТЕЗА 9

1.2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА 11

1.3. Выводы 23

2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА УПРАВЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 24

2.1. АНАЛИТИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ АГРЕГИРОВАННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ 24

2.2. МЕТОД ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ 26

2.3. Выводы 41

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА 42

3.1. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СПУСКОМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 43

3.2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРЫ НА СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА СПУСКАЕМЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ 49

3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРИДОРА ВХОДА в АТМОСФЕРУ 53

3.4. КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ 62

3.5. Выводы 66

4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОСАДКОЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 67

4.1. МЕТОД АППРОКСИМАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ КРИВЫМИ БЕЗЬЕ 68

4.2. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И РЕЗУЛЬТАТЫ 72

4.3. Выводы 78

5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ ПРИ СПУСКЕ В АТМОСФЕРЕ 79

5.1. МЕТОД СЕТЕВОГО ОПЕРАТОРА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ СИНТЕЗА УПРАВЛЕНИЯ 82

5.2. ВЫБОР БАЗИСНОГО РЕШЕНИЯ 90

5.3. АЛГОРИТМ СИНТЕЗА 95

5.4. МЕТОДИКИ СИНТЕЗА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ 101

5.5. Выводы 117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118

ЛИТЕРАТУРА 119

ПРИЛОЖЕНИЕ 130  

Введение к работе:

Актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью разработки и внедрения в практику универсального метода синтеза систем управления сложными объектами.

В настоящей работе ставится задача синтеза системы управления. Задача синтеза состоит в том, чтобы для любого момента времени найти оптимальный закон управления в виде функции от состояния объекта, действующий по принципу обратной связи. Методов и подходов для решения задачи синтеза системы управления сегодня известно не очень много. Большинство известных подходов используют специальные свойства объектов и функционалов. Для произвольных функционалов и нелинейных объектов эффективного метода решения задачи синтеза управления, в общем случае, не известно. Это обстоятельство обуславливает актуальность настоящей работы.

Рассматриваемая в работе задача синтеза системы управления спуском космического аппарата в качестве критерия оптимальности использует функционал максимума перегрузки. Такой функционал имеет сложный нелинейный вид, а так как объект управления также нелинеен, то для решения задачи синтеза управления в данном случае не могут быть использованы известные методы. В работе при решении поставленной задачи используется подход на основе новых результатов в области алгоритмизации, метода генетического программирования и сетевого оператора.

Предметом исследования является задача синтеза системы управления спуском космического аппарата.

Целью диссертационной работы является разработка эффективного вычислительного метода синтеза системы автоматического управления сложным нелинейным объектом. Для достижения поставленной цели было осуществлено решение следующих задач:

обзор существующих методов и подходов решения поставленной задачи синтеза оптимального управления;

исследование математической модели спуска космического аппарата;

разработка и исследование численного метода решения задачи оптимального управления;

разработка и исследование метода сетевого оператора для решения задачи многокритериального структурно-параметрического синтеза системы управления спуском космического аппарата;

разработка программного обеспечения для реализации методов оптимального управления и синтеза, проведение вычислительного эксперимента.

Методологической основой исследования послужили научные труды и практические результаты, сформулированные в исследованиях российских и зарубежных ученых в области теории управления, системного анализа, методах оптимального управления, теории графов, теории алгоритмов.

Новизна научных результатов диссертационной работы состоит в разработке и формализации метода синтеза системы управления нелинейным объектом, его применение и исследование его возможностей для решения задачи управления сложным техническим объектом. В свою очередь для решения задачи оптимального управления разработан новый эффективный численный метод на основе аппроксимации кривыми Безье. Основные положения и выводы, содержащиеся в диссертации, могут быть использованы при дальнейшем развитии теории управления нелинейными объектами.

Практическая значимость исследования состоит в том, что на основании разработанных алгоритмов создан программный комплекс для синтеза систем управления. Разработанный в диссертации метод синтеза управления может быть использован при проектировании, анализе и эксплуатации различных систем сложных технических объектов. Работоспособность и эффективность метода подтверждена решением сложной технической задачи синтеза оптимального управления спуском космического аппарата. Кроме того, результаты исследования могут быть включены в учебные курсы по синтезу систем управления сложными динамическими объектами.

Апробация результатов исследования, подтверждается докладами на следующих научных конференциях и международных симпозиумах: «Надежность и качество 2007» (г. Пенза), «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика 2007» (г. Рязань), «Научной сессии МИФИ-2008» (г. Москва), «Интеллектуальные системы» (INTELS'2008) (г. Нижний Новгород). По теме диссертации опубликованы 7 печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Численный метод решения задачи построения программного оптимального управления на основе аппроксимации кривыми Безье.

  2. Метод синтеза системы управления на основе сетевого оператора. Метод поиска решения основан на генетическом алгоритме с представлением функциональных зависимостей в виде сетевого оператора.

  3. Решение задачи синтеза системы управления спуском космического аппарата на основе разработанного метода и программный комплекс для проведения вычислительных экспериментов.

По теме диссертации опубликовано 7 научных трудов, общим объемом 35 п.л., в том числе 3 работы [3, 6, 7] в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, объемом 23 п.л. В совместных статьях автору принадлежит 50%.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложения. Объем работы – 134 страницы, включая 50 иллюстраций и 6 таблиц. Список литературы содержит 122 наименования.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net