SCI Библиотека

В данной работе процесс конструирования шаблонов антропоморфного управления движением судна представлен решениями последовательности задач моделирования в пространстве состояний эргатической системы «судоводитель - судно» на примере судна типа Волго-Дон. В исходной математической модели управляемого объекта учтены параметрические интервальные неопределенности, влияющие на однозначность решения задачи оптимального управления в классической постановке. Факторами априорной неопределенности являются осадка судна и глубина судового хода. Численные решения задачи оптимального по быстродействию управления перемещением судна получены для концов интервалов значений параметров математической модели. Полученные решения использованы при конструировании шаблонов для описания и учета неопределенности распределения ресурсов управления по методологии планирования взаимодействия в эргатической системе. Шаблоны антропоморфного управления в системе «судоводитель - судно» представлены последовательностями номеров элементов множества нормальных систем обыкновенных дифференциальных уравнений, построенных в пятимерном пространстве состояний по преобразованной математической модели судна. Каждая нормальная система обыкновенных дифференциальных уравнений отображает в математической форме неполное, из-за существования неопределенностей, представление о действии виртуальных органов управления и соответствующем элементарном движении судна. Предложены процедуры построения различных вариантов распределения ресурсов антропоморфного управления и его соответствующих шаблонов, составленных по экспертным оценкам, на основе множества решений задачи оптимального управления. На конкретных примерах проиллюстрировано конструктивное свойство шаблонов антропоморфного управления: новые шаблоны могут быть построены с помощью стыковки в определенной последовательности типовых аналогов, а типовые шаблоны определены с применением сведений о выполненных движениях органов управления судном с учетом опыта судовождения. Тем самым показана возможность использования таких апостериорных сведений для управления эргатической системой «судоводитель - судно» рациональными способами, в том числе такими, которые не могут быть получены с помощью решения математических задач оптимального управления. Библиотека шаблонов антропоморфного управления представлена как составная часть базы знаний при использовании технологии экспертных систем в построении управляющего автомата с искусственным интеллектом.

В статье рассматривается оценка критичности дисперсии ошибок фильтрации фильтра Калмана к изменению коэффициентов фильтрации, которые зависят от шумов маневра и модели маневра. Представлены графики зависимости суммарной ошибки фильтрации от коэффициента фильтрации. Раздельно рассмотрены динамические и флуктуационные ошибки фильтрации.

Рассматривается задача стабилизации вертикального ротора в электромагнитных подшипниках как задача двухкритериальной оптимизации с функционалами, представляющими собой обобщенные H2-нормы, характеризующие максимальные отклонения ротора от равновесного положения и максимальные значения управлений по отношению к неизвестным возмущениям. Приводятся результаты численного решения системы, замкнутой децентрализованным регулятором.

В статье рассматривается вопрос оптимального управления связанными объектами при неизвестных внешних возмущениях, принадлежащих классу L2. Формулируется многокритериальная задача поиска управления в форме обратной связи, где в роли критериев выбраны максимальные деформации каждого объекта, а также максимальное управляющее воздействие, описываемые как функции времени и принадлежащие классу L∞. Показаны результаты применения алгоритма в общем случае (при наихудшем возможном возмущении) и частном случае (для конкретного возмущения).

Рассматривается решение задачи структурного синтеза квазиоптимальных законов управления на основе редукции задачи Лагранжа к изопериметрической задаче. Анализ вариации расширенного интеграла действия базируется на исследовании асинхронной (полной) вариации и приводит к краевой задаче, решение которой удовлетворяет условию максимума функции обобщенной мощности и требованию выполнения энергетического баланса на экстремальной траектории. На примере задачи А.Т. Фуллера показано, что множество квазиоптимальных управлений, построенных с использованием разработанного метода, содержит оптимальные решения.

Рассмотрена субоптимальная трансграничная задача в применении к нелинейным динамическим управляемым системам в условиях действия на них детерминированных, равномерно ограниченных внешних неизвестных возмущений.

Метод:

Задача решается с помощью методов классического вариационного исчисления для случая, когда промежуток времени адаптации и оптимизации заранее не задается.

Основные результаты:

Определены необходимые условия для выбора экстремального движения за счет надлежащего формирования замкнутой субоптимальной системы адаптивного управления.

Теоретический анализ сопоставлен с компьютерными расчетами на конкретном модельном примере, который показал эффективность применяемого подхода.

Обсуждение:

Предложенная схема субоптимального адаптивного синтеза может быть использована
при расчете и проектировании нелинейных управляемых динамических систем.