Акаев А.Б. Автоматизированное проектирование оптимальных технологических процессов, функционирующих в замкнутых - файл n1.doc

приобрести
Акаев А.Б. Автоматизированное проектирование оптимальных технологических процессов, функционирующих в замкнутых
скачать (338.7 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc457kb.05.12.2009 22:29скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5
Автоматизированное проектирование оптимальных технологических процессов, функционирующих в замкнутых эксплуатационных областях
#7 Июль 2005

А. Б. Акаев, канд. техн. наук, МГТУ "Станкин"

 http://www.techno.edu.ru:16001/db/msg/26728.html

Автоматизированное проектирование оптимальных технологических процессов, функционирующих в замкнутых эксплуатационных областях

 

Представлены метод синтеза оптимальных алгоритмов управления нелинейными динамическими объектами с обратной связью, функционирующими в условиях нелинейных фазовых ограничений, а также разработанные на его основе с применением технологии SADT технология и комплекс автоматизированного проектирования и моделирования технологических процессов в замкнутых эксплуатационных областях.

 

Одним из факторов, определяющих возможность предприятия эффективно функционировать в условиях конкуренции, является его оснащенность современными информационными технологиями. Их использование позволяет значительно сократить материальные, трудовые и временные затраты, повысить одновременно и производительность труда и качество продукции и, как следствие, поднять рейтинг предприятия и его продукции на внутреннем и внешнем рынках.

Задача обеспечения предприятий современными информационными технологиями предполагает, с одной стороны, разработку необходимых для них компьютеризированных интегрированных логистических систем, а с другой стороны, обеспечение соответствия этих программных продуктов международным стандартам.

Актуальной проблемой в области информационных технологий и, в частности, теории и практики автоматического управления динамическими объектами с обратной связью является разработка технологии и программного комплекса автоматизированного проектирования и моделирования оптимальных алгоритмов управления нелинейными динамическими объектами и, в частности, технологическими процессами (ТП), функционирующими в замкнутых эксплуатационных областях. Полученные алгоритмы должны обеспечивать гибкость и оптимальность динамики управляемых объектов в условиях замкнутости эксплуатационных областей, нелинейностей объекта, ограничений и целевой функции. Под нелинейностью технологического процесса можно понимать невозможность представления его математической модели с требуемой степенью адекватности во всем диапазоне изменения векторов управления и состояния функциями, принадлежащими классу линейных. Возникает необходимость использования функций, относящихся к классу локально-липшицевых, а в лучшем случае — непрерывно-дифференцируемых.

Выделенный класс ТП в значительной степени определяет точность и качество продукции машиностроения.

Использование для решения рассматриваемого класса задач известных программных комплексов проектирования и моделирования динамики замкнутых систем и процессов, как правило, затруднено их дороговизной, закрытостью, ориентацией, в большинстве своем, на линейные модели, сложностью учета весьма разнообразной специфики как отдельных прикладных задач управления с обратной связью, особенно при наличии фазовых ограничений, так и переходов от одних к другим, проблемами обеспечения на этапе синтеза заданных характеристик устойчивости и качества переходных процессов, сохранения и адаптации разработанных ранее моделей для решения других задач, отсутствием зачастую специализированного пользовательского интерфейса.

В то же время применяемые в международной практике при создании новых и анализе существующих программных систем стандарты IDEF0 и IDEF1 в рамках CALS-технологии, ориентированы на разработку и использование моделей, не обеспечивающих даже в совокупности адекватного представления функционирования логистической системы, как динамической системы, т. е. логистической системы, развивающейся в пространственных и временных координатах.

В силу этого очевидна необходимость разработки новых математических методов, информационных технологий, адаптации и расширения программных средств, обеспечивающих разработку и использование подобных моделей, для распространения их возможностей на решение класса задач автоматизированного проектирования ТП, которые могут рассматриваться как разновидность динамических объектов, т. е. описываются дифференциальными уравнениями в нормальной форме Коши:

                                            (1)

где xn-мерный вектор состояния; um-мерный вектор управления; f— непрерывная по x и u вектор-функция, удовлетворяющая условиям существования и единственности решения уравнения (1), а ограничения на фазовые координаты имеют вид

                                      (2)

где g — непрерывно-дифференцируемая по x s-мерная вектор-функция, а неравенства (2) выполняются покомпонентно.

Для решения перечисленных задач разработан метод синтеза оптимальных алгоритмов управления с обратной связью нелинейными динамическими объектами, функционирующими в услови­ях нелинейных фазовых ограничений [2]—[4].

Метод включает сформулированные и доказанные необходимые и достаточные условия оптимальности и позволяет аналитически синтезировать оптимальные алгоритмы управления с обратной связью в общем виде с учетом фазовых ограничений, обеспечивающие при условии существования решения заданные показатели точности и качества процессов управления в замкнутой эксплуатационной области. Для учета фазовых ограничений в критерий оптимальности вводится аддитивный член вида  где,

                                                     (3)

Q1 — неотрицательно определенный весовой коэффициент;

               (4)

 т. е. z(g) = sat(g).

Метод не предполагает при расчете параметров алгоритма управления процедур выбора весовых коэффициентов функционала качества, решения нелинейных матричных уравнений, а также решения двухточечной краевой задачи. Последнее позволило при проектировании алгоритмов управления в общем виде использовать линейные нестационарные модели динамического объекта, фазовых ограничений, ошибки управления. Благодаря использованию оригинального функционала качества, включающего аддитивно член вида , удалось получить связь между весовыми коэффициентами функционала качества, с одной стороны, и параметрами алгоритма управления и заданными показателями точности и качества процессов управления, с другой.

На основе представленного метода, а также технологии SADT с помощью современных программных и вычислительных средств разработаны достаточно простая и эффективная технология проектирования и моделирования динамических объектов и соответствующий программный комплекс.

 
  1   2   3   4   5


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации