CC BY
36
Известия ЮФУ. Технические науки
Специальный выпуск
гося угла хода. Иначе говоря, когда происходит выход за границы устойчивости, демпфер стремится удержать ГС на угле хода соответствующем неустойчивому движению. В этом случае сама логика работы демпфера будет находиться в противоречии с возложенными на него функциями. В данной работе рассматривается движение ГС по воде в режиме глиссирования при условии волнения.
Нелинейность модели объекта управления обусловлена сложным характером зависимости гидродинамических сил от переменных состояния и условий внешней среды. Для определения гидродинамических сил и момента используются численные методы: метод конечных элементов и метод плоских сечений. А для синтеза законов управления продольным движением ГС необходимо использовать метод аналитического конструирования агрегированных регуляторов, основанный на принципах синергетической теории управления.
В данной работе были приведены компьютерные моделирования движения ГС по воде при условии волнения при различных фиксированных скоростях. В результате моделирования показалось, что с синтезированным законом управления улучшаются характеристики движения: уменьшаются колебания угла тангажа, колебания угловой скорости, а также колебания центра тяжести ГС. Таким образом, использование принципов и подходов синергетической теории управления для синтеза законов управления продольным движением ГС на волне приведет к перспективности синергетического подхода для конструирования новых классов систем управления движением ГС.
УДК 681.51
А.А. Кузьменко
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ТУРБИНОЙ*
Неотъемлемой частью судовой энергосистемы является паровая турбина. Традиционные регуляторы турбины судовой энергоустановки (ТСЭ), как правило, не выходят за рамки ПИД-регуляторов [1]. При этом необходимо иметь в виду, что ТСЭ является взаимосвязанным, многоконтурным, нелинейным объектом управления, нагрузка которого изменяется в широких пределах.
В результате изменения нагрузки турбины судовой энергоустановки, связанной с подключением или отключением потребителей электроэнергии, возникновения аварийных ситуаций, момент нагрузки турбины Мп (/) изменяется непредсказуемым образом. Следовательно, возникает необходимость построения системы управления, реализующей адаптивность к изменению нагрузки, т.е. ставится задача оценивания неизмеряемых внешних возмущений по измерениям переменных состояния турбины.
Предлагается подход к построению адаптивного регулятора для турбины судовой энергоустановки, базирующийся на методах и принципах синергетической концепции современной теории управления [2]. Процедура синтеза адаптивного регулятора для турбины состоит из трех этапов:
* Работа выполнена при поддержке Рособразования РФ, грант РНП.2.1.2.4137 134
Секция синергетических технологий управления и моделирования
1) синтез законов управления U1,U2 , обеспечивающих выполнение требуемой технологической задачи (при этом предполагают, что все переменные состояния объекта и модели возмущений наблюдаемы);
2) синтез наблюдателя для неизмеряемых возмущений;
3) замена в законах управления U1,U2 , синтезированными на первом этапе, переменных состояния модели возмущения их оценками, полученными на втором этапе.
Результаты моделирования показывают, что синтезированный адаптивный регулятор обеспечивает выполнение требуемых целей управления - стабилизацию частоты вращения и давления пара во внешнем паровом объеме, асимптотическую устойчивость движения, а также быструю и безошибочную оценку внешнего кусочно-постоянного возмущения M' (t) = const и его компенсацию.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Душин С.Е., Красов А.В., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Синтез структурно-сложных нелинейных систем управления: системы с полиномиальными нелинейностями. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ, «ЛЭТИ», 2004.
2. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории управления / Под ред. А.А. Колесникова. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. II. - 559 с.
УДК 681.51
А.И. Никитин
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ АВТОПИЛОТА ГИДРОСАМОЛЕТА*
По сравнению с управлением обычного самолета к управлению гидросамолета (ГС) предъявляется целый ряд специфических требований, характер которых определяется особенностями ГС, как транспортного средства, предназначенного для эксплуатации в двух средах: воздухе и воде. Особенности эти проявляются, прежде всего, при посадке на воду и при глиссировании на воде. Во-первых, в момент приводнения необходимо выдерживать минимальную горизонтальную скорость, чтобы уменьшить вероятность выброса самолета из воды. Во-вторых, приводнение должно происходить с нулевым креном. Поэтому при посадке на воду, начиная с высоты примерно 5м, компенсацию угла скольжения рекомендуется осуществлять плоским доворотом при помощи руля направления, а элероны использовать для устранения возникающего крена. В-третьих, посадка должна осуществляться с учетом информации о длине, высоте и направлении распространения волн. Дело в том, что посадку ГС на волну с длиной примерно 45м и более рекомендуется выполнять вдоль фронта волны, а при длине волны меньше 2030м - строго перпендикулярно. Следовательно, при посадке на воду необходимо выдерживать некоторый заданный угол рыскания. Кроме параметров движения ГС, пилоту при посадке необходимо еще контролировать выпуск механизации, режимы работы двигателей, а также работу различных бортовых систем. Снизить нагрузку на летчиков при выполнении посадки на воду можно путем автоматизации
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 06-08-00885
