
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Алгоритм непараметрического дуального управления многомерными дискретно-непрерывными процессами с запаздыванием

Работа №	38738
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	информационные системы
Объем работы	70
Год сдачи	2018
Стоимость	1500 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	442

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5
1 Задача управления в системном анализе 7
1.1 Постановка задачи управления 7
1.2 Задача идентификации дискретно-непрерывных процессов с запаздыванием 9
1.3 Уровни априорной информации 13
1.4 Непараметрическая модель объекта с запаздыванием 15
1.5 Адаптивные алгоритмы управления 17
1.6 Дуальное управление 21
Выводы по первой главе 22
2 Непараметрические алгоритмы дуального управления 24
2.1 Постановка задачи дуального управления 24
2.2 Непараметрический алгоритм дуального управления 30
2.2.1 Одномерный случай дуального управления 32
2.2.2 Многомерный случай дуального управления 33
2.3 Накопление информации 36
Выводы по второй главе 37
3 Численные исследования 38
3.1 Вычислительный эксперимент по управлению одномерным объектом 38
3.1.1 Линейный вид объекта 38
3.1.2 Нелинейный вид объекта 47
3.2 Вычислительные эксперименты по управлению одномерным объектом с неуправляемой переменной 52
3.3 Вычислительные эксперименты по управлению многомерным объектом 57
3.3.1 Лиинейный вид объекта 57
3.3.2 Нелинейный вид объекта 60
Выводы по третьей главе 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 68

Введение

Ежедневно человек выполняет различные задачи, направленные на удовлетворения своих потребностей. Эти задачи образуют ряды операций, делящиеся на два раздела: рабочие операции и операции управления.
Рабочие операции это действия, требуемые для выполнения процесса. Например, ручная обработка металла, вращение деталей двигателя. Замена человеческой силы в рабочих операциях называется механизацией. Целью является освободить человека от тяжелой физической работы, требующей ручной работы (передвижение металлических конструкций, земляные работы), также для защиты здоровья человека (химические работы), освобождение от однообразной, утомительной работы (заполнение документов, закручивание болтов при сборке механизмов) [1].
Для правильного и качественного выполнения рабочих операции, их необходимо направлять действиями другого рода – операциями управления[2]. Они будут предоставлять в нужные моменты времени параметры технологических операций: температуру, скорость, время начала и завершения операций, и т. д. Совокупность управляющих операций образует процесс управления.
Замену труда человека в операциях управления, называют автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления – автоматическими устройствами. Совокупность технических средств – машин, орудий труда, выполняющих данный процесс, – с точки зрения управления, является объектом управления. Совокупность средств управления и объекта образует систему управления [2], в которой все рабочие и управляющие операции выполняют автоматические устройства, называют автоматической системой.
Для правильного управления и построения систем нужны знания: во-первых, конкретные знания данного процесса, его технологии и, во-вторых, знание принципов и методов управления.
Технологические процессы имеют свои производственные показатели. Например, при выплавке стали измеряют количество серы в сплаве и если ее количество отличается от нормы, то конкретные, специальные знания дают возможность установить, что и как следует изменять в системе, чтобы получить требуемый результат.
При автоматизации возникает необходимость в различных видах операций управления. К одному из видов относятся операции начала, прекращения данной операции и перехода от одной операции к другой [9]. Также следует следить за показателями, находятся ли они в желаемом нам интервале.
Необходимость в управлении значениями показателей возникает в том случае, когда нормальный ход процесса нарушается из-за различного рода возмущений: колебаний нагрузки, воздействий внешней среды или внутренних помех.
Предмет исследования: непараметрические алгоритмы управления.
Объект исследования: безынерционный дискретно-непрерывный процесс с запаздыванием.
Цель работы состоит в повышении точности управления многомерными безынерционными дискретно-непрерывными процессами в условия неопределенности.
Задачи:
- рассмотреть предметную область, существующие алгоритмы управления;
- изучить алгоритм дуального управления для многомерных дискретно-непрерывных процессов с запаздыванием;
- реализовать алгоритм в виде программного модуля;
- провести сравнительный анализ работы данного алгоритма с другими.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Основной итог работы состоит в том, что предложен непараметрический алгоритм управления многомерным безынерционным объектом, у которого имеется несколько входных переменных. Особенность данного алгоритма в том, что не требуется априорная информация о математической структуре управляемого объекта.
При проведении вычислительных экспериментов для одномерного случая, мы показали, что данный алгоритм справляется в несколько раза лучше, чем распространенные типы регуляторов, в основе которых лежит использование стандартных законов регулирования (П, ПИ, ПИД регуляторы), а именно в моей работе использовался П-регулятор. Какой бы не была математическая формулировка объекта: линейный вид объекта, нелинейный, непараметрический алгоритм дуального управления справляется в любом случае лучше. При добавлении неуправляемой переменной на объект, данный алгоритм показал превосходство своей работы, перед П-регулятором.
Для многомерного случая, а именно когда на вход объекта управления поступало несколько управляющих воздействий, алгоритм непараметрического управления справляется также хорошо, имея небольшую относительную ошибку моделирования.
Среди многих экспериментов в работе был рассмотрен случай, когда задающее воздействие изменялось на каждом такте управления случайным образом. Приводились вычисления, которые показали, что в подобной ситуации не удалось справиться типовому регулятору при данных априорных сведениях об объекте, что не скажешь про непараметрический алгоритм управления, который справился с поставленной задачей.
Можно ожидать, что применение предложенного в работе непараметрического алгоритма дуального управления позволит повысить качество управления.

Литература

1. Цыпкин, Я. З. Адаптация и обучение в автоматических системах: учебник / Я. З. Цыпкин. – Москва: Наука, 1968. – 400с.
2. Воронов, А. А. Теория автоматического управления: Учебник для ТЗЗ вузов / Н. А. Бабаков, А. А. Воронов, А. А. Воронова и др. – Москва: 1986 г. 367 с.
3. Фельдбаум, А. А. Теория дуального управления Ч. 1: «Автомат. и Телемех.» / А. А. Фельдбаум. – Москва: 1960г. 1240–1249 с.
4. Фельдбаум, А. А. Основы теории оптимальных автоматических систем / А. А.Фельдбаум. – Москва: Физматгиз, 1963. – 552с.
5. Медведев, А. В. Основы теории адаптивных систем: монография / А. В. Медведев – Красноярск: изд-во Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та, 2015 г. – 526 с.
6. Цыпкин, Я. З. Информационная теория идентификации / Я. З. Цыпкин. – Москва: Наука. Физматлит, 1995. – 336 с.
7. Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления / П. Эйкхофф. – Москва: Мир, 1975. – 681 с.
8. Поляк, Б. Т. Развитие теории автоматического управления, пробл. управл. / Б. Т. Поляк. – 2009, № 3.1.
9. Тарасенко, Ф. П. Моделирование и феномен человека. В 2 ч. Ч. 1: Моделирование – инфраструктура взаимодействия человека с реальностью. – Москва: Науч. технологии, 2012 г. – 136 с.
10. Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем: учебник / Я. З. Цыпкин – Москва: Наука. 1977 г. – 560с.
11. Медведев, А. В. Теория непараметрических систем. Управление – I / А. В. Медведев // Вестник Сибирского государственного университета имени академика М. Ф. Решетнева. – 2013. – №2(48). – С.57-63.
12. Медведев, А. В. Теория непараметрических систем. Управление – II / А. В. Медведев // Вестник Сибирского государственного университета имени академика М. Ф. Решетнева. – 2013. – №3(49). – С.85-90.
13. Надарая Э. А. Непараметрическое оценивание плотности вероятностей и кривой регрессии / Э. А. Надарая. – Город.: Издательство Тбилисского университета, 1983. – 194 с.
14. Корнеева, А. А. Непараметрическое дуальное управление многоканальным объектом / А. А. Корнеева // ЖУРНАЛ РЕШЕТНЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ – 2014. С. 70-71.
15. Фельдбаум, А. А. Теория дуального управления Ч. 2: «Автомат. и Телемех.» / А. А. Фельдбаум. – Москва: 1960г. 1453–1464 с.
16. Медведев, А. В. К теории непараметрических систем / А. В. Медведев // Сибирский журнал науки и технологий – 2010 г. – №5. – С. 6-13.
17. Воронов, А. А. Теория автоматического управления: Учеб, для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». Ч. II Теория нелинейных и специальных систем авто¬матического управления / А. А. Воронов, Д. П. Ким, В. М. Лохин и др. – Москва: Высш. шк., 1986 г. – 367 с.
18. Солодовников, В. В. Теория автоматического управления техническими системами / В. В. Солодовников, В. Н. Плотников, А. В. Яковлев. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1993. – 492 с.
19. Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления / П. Эйкхофф. – Москва: Мир, 1975. – 681 с.
20. Семенов, А. Д. Идентификация объектов управления: учебн. пособие / А. Д. Семенов, Д. В. Артамонов, А. В. Брюхачев. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003. – 211 с.
21. Спиди, К. Теория управления (идентификация и оптимальное управление) / К. Спиди, Р. Браун, Дж. Гудвин. – Москва: Мир, 1973. – 248 с.
22. Прангишвили, И. В. Идентификация систем и задачи управления: на пути к современным системным методологиям / И. В. Прангишвили, В. А. Лотоцкий, К. С. Гинсберг // Проблемы управления. – 2004. – №4
23. Перегудов, Ф. И. Введение в системный анализ. / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. – Москва: Высш. шк., 1989. – 361 с.
24. Дилигенская, А. Н. Идентификация объектов управления: учебное пособие / А. Н. Дилигенская. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2009. –136 c.
25. Wittenmark, B. Adaptive dual control methods: An overview, in Proc. 5th IFAC Symp. Adaptive Syst. Control Signal Processing, 1995, pp. 67–72.
26. Чжан, Е. А. О непараметрическом алгоритме дуального управления многомерных безынерционных систем с запаздыванием / Е. А. Чжан // Проспект свободный - 2016. – Красноярск, 2016. – С. 79-82.
27. Мирошник, И. В. Теория автоматического управления. Линейные системы / И. В. Мирошник. – Санкт-Петербург: Питер, 2005. – 336 с.
28. Рубан, А. И. Методы анализа данных: учебное пособие / А. И. Рубан. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. – 319 с.
29. Заварин, А. Н. Использование априорной информации в непараметрических оценках функции регрессии / А. Н. Заварин // Автоматика и телемеханика. – 1985. – №5. – С.79-85.