СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ ГИДРОСАМОЛЕТА В УСЛОВИЯх ДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Секция синергетических технологий управления и моделирования

На рис. 3 приведены результаты моделирования синтезированного нелинейного наблюдателя: показан возмущающий момент Mj(t) и его оценка

х5 (t) = М1 (t) . На рис. 4 показан фазовый портрет замкнутой системы.

Результаты моделирования демонстрируют асимптотическую устойчивость замкнутой системы относительно желаемого состояния и инвариантность к внешнему гармоническому воздействию. Таким образом, синтезированный закон управления одноосной ГСП может служить основой для проектирования высокоточных систем управления.

Выводы

Ошибки стабилизации являются одними из основных источников погрешностей в условиях качки. В работе проведен синтез нелинейных регуляторов для корректирующего устройства одноосной ГСП. Как видно из представленных графиков, регулятор обеспечивают желаемое качество переходных процессов и асимптотическую устойчивость замкнутых систем. Полученные результаты иллюстрируют возможность обеспечения максимальной точности стабилизации ПО на основе принципов и методов СТУ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории управления / Под ред. Колесникова А. А. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч II. - 559 с.

2. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. - М.: Энергоатомиздат, 1994.

- 341 с.

3. ПавловскийМ.А. Теория гироскопов. - Киев: Вища школа, 1986. - 303 с.

4. Пельпор Д. С. Теория гироскопических стабилизаторов. - М.: Машиностроение, 1965.

- 348 с.

5. РойтенбергЯ. Н. Гироскопы. - М: Наука, 1966. - 399 с.

УДК 681.51

Ф. Нгуен

СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ ГИДРОСАМОЛЕТА В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ*

Гидросамолеты (ГС) и самолеты-амфибии, благодаря своим качествам эксплуатаций, выгодно отличаются от традиционных авиационных аппаратов. Они представляют собой недорогие и надежные транспортные средства, предназначенные для эксплуатации в двух средах: воздухе и воде. При нормальных условиях эксплуатации, когда отсутствуют отказы в системе управления (СУ), а летчик следует рекомендациям руководства по летной эксплуатации, сочетание углов хода и скорости лежат в области допустимых значений. Однако человеческий фактор и возможные отказы в СУ могут привести к выходу за указанные ограничения. Суть проблемы заключается в том, что если, например, СУ содержит только демпфер продольных колебаний, то тогда автоматически гасится угловая скорость и, следовательно, демпфер будет способствовать поддержанию некоторого установивше-

* Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 06-08-00885

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