Идентификация и синтез систем управления динамическими объектами с ограничениями

Диссертация посвящена актуальным проблемам в создании высокоточных систем управления нестационарными динамическими объектами, одной из которых является разработка методов идентификации и синтеза таких систем с учетом различного рода ограничений, обусловленных режимами функционирования объектов данного класса. В настоящее время основным подходом к синтезу систем управления объектами указанного класса является кибернетический подход, который порождает киберфизические системы, в том числе, интеллектуальные электромеханические системы (ИЭМС), обладающие модульной структурой и способностью адаптироваться к нестационарности объектов управления, влиянию внешних воздействий и ограничений. Предлагается четырёхуровневая система управления ИЭМС. Рассмотрены общие проблемы идентификации подобных систем, когда важным является сохранение физической адекватности прогнозирующих моделей и реализуемости законов управления. Предложены методы синтеза идентификаторов на основе статистического и множественно-функциональных подходов. Синтез идентификаторов формализован в виде решения задачи математического программирования. Рассмотрены примеры идентификации различных динамических систем. Рассматриваются вопросы разработки нового метода оптимизации «Метод многомерных оболочек (метод ММО)», ориентированного на решение современных задач в области синтеза и идентификации систем управления. Показано применение метода ММО к синтезу программных движений модулей ИЭМС. Разработаны математические модели модулей ИЭМС с исполнительными механизмами параллельной структуры. Предложены методы идентификации указанных математических моделей. Даны примеры решения подобных задач. Предложены методы управления зеркальными системами полноповоротных радиотелескопов с адаптивными отражающими поверхностями на основе ИЭМС. Предложена многоконтурная система управления зеркальной системой радиотелескопа. Представлена методика аппроксимации оптимального управления приводами элементов зеркальной системы с помощью прямого метода Ляпунова, позволяющая учитывать линейные ограничения на перемещения этих элементов путем добавления в классическую функцию Ляпунова штрафных функций от расстояний до ограничений. Рассмотрены методы идентификации и анализа сигналов для информационно-измерительной системы испытательного стенда с разрезными стержнями Гопкинсона-Кольского, предназначенного для проведения динамических испытаний образцов различных материалов на прочность. Показано, что использование данных методов, позволило обнаружить новый эффект.