Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


СТАБИЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ ПО УПРАВЛЕНИЮ

Работа №102460

Тип работы

Авторефераты (РГБ)

Предмет

модели данных

Объем работы20
Год сдачи2006
Стоимость250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
137
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 22

Актуальность темы.
Многие свойства реальных объектов определяются эффектом после­действия, состоящего в том, что дальнейшее состояние объекта зависит не только от настоящего, но и от прошлого, т.е. от его предыстории. Мо­делировать такие процессы позволяют функционально-дифференциаль­ные уравнения (ФДУ), называемые также уравнениями с запаздыванием или уравнениями с последействием.
Возникновение подобных систем, связанных с эффектом последей­ствия, потребовало развития соответствующей теории, которая активно развивалась такими математиками как Н.В. Азбелев, Г.А. Каменский, В.Б. Колмановский, Н.Н. Красовский, А.В. Кряжимский, А.Б. Куржан- ский, Г.И. Марчук, А.Д. Мышкис, В.Р. Носов, С.Б. Норкин, Ю.С. Оси­пов, Л.С. Понтрягин, С.Н. Шиманов, Л.Э. Эльсгольц, С.Н.Т. Baker, Н.Т. Banks, R. Bellman, K.L. Cooke, R.D. Driver, J.K. Hale, V. Lakslimikantam, V. Volterra и многими другими.
Полученные в этой области фундаментальные результаты сформи­ровали качественную теорию дифференциальных уравнений с запазды­ванием. Вместе с тем, полное решение различных задач для подобных систем, в том числе задач управления и стабилизации, аналитическими методами удается получить лишь в исключительных случаях. Поэтому проблема создания эффективных численных методов решения задач и разработка их программной реализации современными вычислительны­ми средствами является особенно актуальной.
Для конечномерных систем линейно-квадратичная теория (получив­шая название аналитического конструирования регуляторов - АКОР), разработанная А.М.Летовым и Р.Калманом в начале 60-х годов, благода­ря ясной постановке и конструктивным результатам играет особую роль среди различных подходов к синтезу управлений. Вычисление коэффи­циентов матрицы усиления (стабилизирующего) управления на основе теории АКОР сводится к решению алгебраического уравнения Риккати (АУР), причем соответствующее управление, если оно существует, ста­билизирует систему.
Исследование задач АКОР для систем с последействием инициирова­но статьей Н.Н. Красовского1, в которой было показано, что оптимальное стабилизирующее управление является линейным непрерывным функци­оналом на функциональном (фазовом) пространстве системы с последей­ствием, и были выведены соотношения, описывающие параметры опти­мального управления и оптимального значения функционала качества.
Основой построения общей теории АКОР для систем с последействи­ем, также как и общей теории функционально-дифференциальных урав­нений (ФДУ), является предложенная Н.Н.Красовским функциональная трактовка решений таких систем.
К настоящему времени теоретические аспекты АКОР для систем с последействием разработаны с достаточной полнотой, однако, в си­лу бесконечномерной природы систем с последействием, практическое применение теории наталкивается на ряд принципиальных трудностей. Поэтому разработка конструктивных алгоритмов АКОР для систем с последействием постоянно находится в центре внимания математиков и инженеров.
Основные результаты при исследовании ФДУ получены для систем с запаздыванием в фазовых координатах. Системы с последействием в управлении изучены значительно менее подробно.
Настоящая работа продолжает исследования в этом направлении...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В первой модели взаимодействие с вычислительной компонентой (MATLAB) может быть организовано несколькими способами, напри­мер, посредством создания COM-объекта Matlab.Application и управле­ния им.
К сожалению, имеющиеся у этого объекта возможности, хотя и до­статочны для выполнения всех численных расчётов, но абсолютно не рассчитаны на работу в распределённой среде. Более того, MATLAB не предоставляет никаких средств для контроля выполняемых программ.
Для создания вычислительного сервера созданы компоненты:
FDE.Spooler - общее управление задачами (постановка в очередь, сня­тие, изменение приоритета и т.п.). Эта компонента создаётся на том же компьютере, где работает веб-сервер. Спулер работает с правами стан­дартного пользователя для внешних приложений IIS и не производит никаких физических действий с файлами.
FDE.Task - этот COM-объект обслуживает конкретную задачу вычис­лителя, содержит такие свойства, как идентификатор задачи, её имя, необходимые для просчёта текстовые файлы (в свойствах) и др. Этот объект создаётся спулером на тех компьютерах, где располагаются вы­числительные компоненты, по протоколу DCOM. Никакого файлового обмена между веб-сервером, спулером и объектом Task нет, а, следова­тельно, нет и проблем с правами доступа к диску. Вместо этого про­исходит обычное чтение/запись свойств COM-объекта, либо вызов ме­тодов. Компонента готовит и создаёт в определённом каталоге файлы, необходимые для успешного просчёта задачи в MATLAB. При этом надо учитывать, что MATLAB имеет доступ к файлам только из каталога с задачей, то есть пользователь (умышленно или нет) не сможет нанести сколько-нибудь существенный вред системе в целом.
Очередь задач периодически проверяется на наличие задач сервисом, запущенным на вычислителе.
Именно этот сервис непосредственно взаимодействует с MATLAB, при этом он, как было указано выше, работает от имени пользователя, сильно ограниченного в правах.
При разрастании вычислительного сервера (подключении дополни­тельных вычислителей) возможно создание дополнительного набора ком­понент FDE.Agent, выполняющих различную техническую работу.
Во второй модели (вариант гетерогенной среды) создание компонент становится задачей если и решаемой, то очень сложной. Вместо этого используется протокол SOAP над транспортом EMAIL. При этом на UNIX-машине должен быть установлен интерпретатор Perl с библиоте­кой SOAP. Передача файлов, необходимых для запуска вычислительных модулей, осуществляется пакетами SOAP. Проблема безопасности, суще­ствовавшая в первой модели, при таком подходе не возникает.
Модули, размещённые и запускаемые на вычислителе, могут быть на­писаны на языках С, FORTRAN или на любых других языках, компи­ляторы которых будут установлены на UNIX-машине.
При этом, независимо от языка, на котором написан модуль, он дол­жен быть приведён в соответствие с определёнными интерфейсными тре­бованиями (это сводится к созданию описания модуля на языке XML его автором).
Ещё одной особенностью данной модели является требование обяза­тельного наличия в системе по крайней мере одного почтового сервера и почтовых клиентов на каждой из машин (и на веб-сервере, и на вычис­лителях) .
Управление очередью задач на конкретном вычислителе (при этом подразумеваются задачи, запущенные в рамках нашей системы) может решаться двумя способами: либо запуском специального демона на самом вычислителе, либо организацией сервиса-спулера на Windows-машине. Это может быть тот же компьютер, где работает веб-сервер, либо от­дельный, расположенный в непосредственной близости к вычислителю (в одной локальной сети).
Передача функций управления очередью задач отдельному компьюте­ру, а также стандартизация интерфейсов вычислительных модулей поз­воляет также перейти к следующему шагу масштабирования системы - созданию вычислительной решётки.
В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.


[1] Ким А. В., Волканин Л. С., К синтезу управления для систем с последействием в управляющих параметрах // Известия Уральского го­сударственного университета. 2003. >26. С. 81-86.
[2] Kim А. V., Volkanin L. S., Generalized Riccati equations in linear- quadratic control problems // Proceedings of the Steklov Institute of Mathe­matics, Suppl. 2. 2002. Pp. S98-S119
[3] Волканин Л. С., Моделирование систем с последействием // Вест­ник Уральского государственного технического университета - У ПИ. Се­рия радиотехническая. 2005. №17 (69). С. 248-255
[4] Волканин Л.С. Сетевая интеграция и интерфейс пакета приклад­ных программ Time-Delay System Toolbox // Проблемы теоретической и прикладной математики. Труды 33-й региональной молодежной конфе­ренции. Екатеринбург: УрО РАН. 2002. С. 314-318
[5] Волканин Л. С. Стабилизация систем с запаздыванием в управле­нии: алгоритмы, программное обеспечение // Проблемы теоретической и прикладной математики. Труды 34-й региональной молодежной кон­ференции. Екатеринбург: УрО РАН. 2003. С. 90-95
[6] Баклановский М. В., Волканин Л. С. Распределенные модели вы­числительного сервера с веб-доступом // Всероссийская научная конфе­ренция "Научный сервис в сети Интернет". Тез. докл., Новороссийск, 23-28 сент. 2002 г. С. 99-100
[7] Ким А. В., Волканин Л. С. К аналитическому конструированию регуляторов для систем с запаздыванием в управляющих параметрах // Алгоритмический анализ неустойчивых задач. Тез. докл. Всерос. конф., Екатеринбург, 2-6 февр. 2004 г. С. 170-171
[8] Volkanin L. S., Kim A.V., Time-Delay System Toolbox in Virtual Hereditary System Center // Proceedings of the 1st Korea-Russia International Workshop on Mobile and Telecommunication Technology, Ekaterinburg, Russia, June 28-29, 2005 Pp. 106-109


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ