CC BY
24
6. Ивко А.М. Электромагнитная совместимость РЭА. Электростатические разряды [Электронный ресурс] - Электрон. текстовые дан. - 2016. - Режим доступа: http://www.test-expert.ru/news/detail.php?ID=827, свободный.
7. Исследование и разработка методов обеспечения функциональной безопасности и электромагнитной совместимости космических систем: Отчет о НИР. - М.: НИУ ВШЭ, 2012. - 245 с.
8. ООО «ТРИТОН - электронные компоненты». Рекламный проспект «TVS-диоды - средство защиты электроники от перенапряжений. [Электронный ресурс] - Электрон, текстовые дан. - 2016. - Режим доступа: http://www.trt.ru/products/diotec/articles tvs.php, свободный.
9. Кобаяши Ё. Знакомство с устройствами защиты от электростатических разрядов - Компоненты и технологии. - 2012 - № 1. - с. 74-76.
10. Мартьянов С.Г. Защита коммуникационных систем от перенапряжений: газовые разрядники и самовосстанавливающиеся предохранители. / «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XVII Международной студенческой конференции-школы-семинара. - М.: МИЭМ, 2009. - с. 287-288.
11. Белов А.Г. Влагозащитное покрытие печатных узлов в датчике утечки воды / А.Г. Белов, В.Я. Баннов, В.А. Трусов, И.И. Кочегаров, А.В. Лысенко, Н.К. Юрков // Современные информационные технологии. 2014. № 19. С. 265-272.
12. Митрофанова Н. Weidmuller: система защиты от импульсных перенапряжений - Компоненты и технологии. - 2004 - № 1. - с. 42-47.
УДК 519,71 Гришко А.К.
ФГБОУ ВО «Пензенский госуниверситет», Пенза, Россия
ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПОДХОДА С РАСШИРЯЮЩИМИСЯ УСЛОВИЯМИ
В статье рассматривается алгоритм оптимального управления в сложных технических системах в условиях ограничений, основанный на применении подхода с расширяющимися условиями. Ключевые слова:
система, алгоритм управления, подход с расширяющимися условиями.
Для всех реальных проблем управления характерны различного вида ограничения. Многие задачи конструирования эти ограничения могут не учитывать, как правило, на начальных этапах проектирования. Но в других задачах эти ограничения — неотъемлемая часть формулировки общесистемной задачи, поскольку система функционирует вблизи них [1-3].
Существует множество путей описания моделей прогнозирующего управления, в том числе, методы с использованием полиномов и метод пространства состояний [4-7]. В статье предлагается метод описания модели в пространстве состояний.
Прогнозирующее управление - алгоритм управления, основанный на решении задачи оптимального управления в реальном масштабе времени [8-10]. Для его формирования применяем подход с расширяющимися условиями, позволяющий его получить в результате следующих шагов:
В момент времени k и с учетом текущего состояния x(t) решаем в реальном масштабе времени для разомкнутого контура задачу оптимального управления для некоторого будущего интервала, учитывая текущие и будущие ограничения.
Применяем результаты первого шага для процедуры оптимального управления.
Повторяем процедуру для следующего момента времени (к + 1), используя при этом новое текущее состояние (к + 1) .
Решение поставленной задачи приводит к стратегии замкнутого контура, на основе использования измеренной величины х(к) как текущего состояния. Если х(к) непосредственно невозможно измерить, то стратегию замкнутого контура получают, заменяя x(t) на восстановленную величину, которая получена от наблюдателя.
Итак, если величину х(к) можно измерить, то в общем случае метод будет выглядеть в следующем виде:
Пусть дана модель:
х(1 + 1)= f(x(i), u(l), x(k) = X (1)
Для (х,к) вычисляется функция прогнозирующего управления на основе решения задачи оптимального управления с учетом ограничений [10-12]:
PnM: = min VN (х, U) (2)
UEUft
где
и = [и(к),и(к+ 1),...,и(к + N-1)} (3)
VN(x, U) = Zt+F-1L(x(l),u(l)) + F(x(k + N)) (4)
и VN - подмножество U , которое будет удовлетворять ограничениям на всем интервале [k,k+N-1]: u(l) EU l = k,k + 1,...,k + N -1 (5)
x(l)EU l = k,k + 1,...,k + N (6)
вместе с граничным условием
x(k + N) E W
Как правило, множество X (Z Rm является выпуклым и компактным, множество X (Z Rn выпукло и замкнуто и W - множество, которое можно соответственно выбрать для достижения устойчивости.
Модель и функция стоимости в рассматриваемой нами формулировке постоянны во времени. Это значит, что в результате будет получен закон управления со стационарной обратной связью [10,13]. Следовательно, мы можем задать k = 0 в задаче управления с разомкнутым контуром без особых потерь общности подхода. Для (x, k) мы получаем: РиЫ: КЫ = min VV (х, U), (8)
где
и = {и(0),и(1),...,и(к + М-1)} (9)
и) = Ъ^ЬМЦиЦ)) + Р(х(Ы)) (10)
при некоторых ограничениях.
Решать вышеупомянутую задачу можно на основе применения стандартных методов оптимизации.
Допустим, минимизирующая управляющая последовательность равна
и0 = {и°х(0),и°х(1).....и°х(М-1)} (11)
Тогда фактическое управление, прикладываемое в момент к, - первый элемент этой последовательности, т.е.
и = иЦ0) (12)
Далее время смещается вперед на единицу и вышеупомянутая процедура повторяется для другого диапазона оптимизации на N шагов вперед. Теперь первый вход новой последовательности из N шагов вперед используется в качестве управления. Вышеупомянутая процедура повторяется неограниченно и представлена на рис.1. Следует заметить, что только заштрихованные входы фактически подаются на объект.
Реальные условия проектирования и производства, в которых имеются и реальные ограничения, требуют развития методологии исследования сложных систем и процессов на основе модельного прогнозирующего управления. Эффективность предлагаемого метода увеличивается от применения в решении задача, в которых системы управления работают на границе рабочей области.
Главные преимущества предлагаемого метода: Прогнозирующее управление обеспечивает систематическую процедуру работы с ограничениями (и входными, и ограничениями состояния) в задачах управления.
Это один из немногих методов, которые позволяют работать с ограничениями состояния.
Метод обладает важными положительными свойствами, в частности, глобальной асимптотической устойчивостью при удовлетворении некоторых условий (например, подходящие весовые коэффициенты заключительного состояния).
Возможность оценки состояния (включая возмущение) в реальном масштабе времени и предсказание будущих состояний (включая возмущение);
Оптимизация в реальном масштабе времени будущей траектории, подчиненной ограничениям методом квадратичного программирования.
U вида
h(x) = u00(O) (13)
ЛИТЕРАТУРА
1. Системный анализ параметров и показателей качества многоуровневых конструкций радиоэлектронных средств / А.К. Гришко, Н.К. Юрков, Д.В. Артамонов и др. // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2014. - № 2 (26). - С. 77-84.
2. Динамическая оптимизация управления структурными элементами сложных систем / А.К. Гришко, Н.К. Юрков, Т.В. Жашкова // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2015. - № 4 (26). - С. 134-141.
3. Гришко А.К. Динамический анализ и синтез оптимальной системы управления радиоэлектронными средствами // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2015. - № 4 (26). - С. 141-147.
4. Гришко А.К. Анализ и оптимизация траектории поведения системы на основе прогнозирующего управления // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2008. - Т. 1. - С. 291-292.
5. Гришко А.К. Алгоритм поддержки принятия решений в многокритериальных задачах оптимального выбора // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2016. - № 1 (17). - С. 265-271.
6. Гришко А.К. Алгоритм управления в сложных технических системах с учетом ограничений // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2014. - Т. 2. - С. 379-381.
7. Гришко А.К. Оптимизация размещения элементов РЭС на основе многоуровневой геоинформационной модели // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2015. -№ 3 (47). - С. 85-90.
8. Анизотропная модель системы измерения и анализа температурных полей радиоэлектронных модулей /
A.К. Гришко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 1 (15). - С. 82-88.
9. Анализ процессов в линейных динамических системах методом пространства состояний / А.К. Гришко,
B.Я. Баннов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2008. - Т. 1. - С. 292-294.
10. Математическое моделирование системы обеспечения тепловых режимов конструктивно-функциональных модулей радиоэлектронных комплексов / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Проектирование и технология электронных средств. - 2015. - № 3. - С. 27-31.
11. Гришко А.К. Прогнозирующее управление в многоуровневых слабоструктурированных системах на основе когнитивного подхода // Современные информационные технологии. - 2015. - № 22 (22). - С. 45-48.
12. Grishko A., Goryachev N., Yurkov N. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems. International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 23 (2015), pp. 43842-43845.
13. Grishko A. Management of Structural Components Complex Electronic Systems on the Basis of
Adaptive Model / A. Grishko, N. Goryachev, I. Kochegarov, S. Brostilov, N. Yurkov // MODERN PROBLEMS OF RADIO ENGINEERING, TELECOMMUNICATIONS, AND COMPUTER SCIENCE Proceedings of the XIIIth International Conference TCSET'2016 February 23 - 26, 2016 Lviv-Slavsko, Ukraine. DOI:10.1109/TCSET.2016.7452017.
Рисунок 1 - Алгоритм управления с расширяющимися условиями
Прогнозирующее управление неявно определяет стационарную стратегию управления /1(0), как в формуле (1), т.е. статическое отображение К\ X—
УДК 621.396.6, 621.8.019.8
Кочкин1 Н.Ф., Завелинский2 И.О., Лушпа2 И.Л.
1АО «Концерн радиостроения «Вега», Москва, Россия
2Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Москва, Россия
ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТОДИК ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ
В данной работе рассматриваются основные подходы к оценке надежности, применяемые на предприятиях радиоэлектронной промышленности. К ним относятся испытания на надежность, имитационное моделирование, расчет надежности на основе интен-сивностей отказов.
Ключевые слова:
надежность, безотказность, радиоэлектронная аппаратура, электрорадиоизделия.
Введение
Современная радиоэлектронная промышленность широко развивается в области создания новых технологий, новой элементной базы, усложнения при-
меняемых на производстве схем. Такой скачок позволяет разрабатывать более сложные устройства, отвечающие многим перспективным тенденциям и решениям конструкторов и проектировщиков. Такие вновь создаваемые устройства должны отвечать
