Том 55 № 4 2019 (ИЮЛЬ – АВГУСТ)

СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э. Многокритериальное управление системами с распределёнными параметрами в условиях интервальной неопределённости характеристик объекта

Аннотация:
Разработанная ранее технология многокритериальной оптимизации детерминированных систем с распределёнными параметрами параболического типа распространяется на типичные ситуации с интервальными неопределённостями параметрических характеристик управляемых объектов. В соответствии со стратегией управления по принципу наилучшего гарантированного результата на расширенном множестве аргументов, включающем все допустимые реализации неопределённых факторов, в условиях оценки заданной точности приближения к требуемому конечному состоянию системы в равномерной метрике формируются соответствующие минимаксные задачи математического программирования, решение которых находится по схеме альтернансного метода, использующего чебышевские свойства искомых экстремалей и фундаментальные закономерности предметной области. Приводится представляющий самостоятельный интерес пример многокритериальной оптимизации температурных режимов индукционного нагрева металлических полуфабрикатов перед операциями пластического деформирования в технологических комплексах обработки металла давлением.

Страницы: 3-18
DOI: 10.15372/AUT20190401

2. Асанов А. З.,Демьянов Д. Н. Аналитический синтез наблюдателя состояния билинейной динамической системы с векторным входом

Аннотация:
Рассматривается задача оценивания вектора состояния билинейной динамической системы с векторным входом. Показано, что при выполнении ряда ограничений может быть сформирован наблюдатель состояния люенбергеровского типа, обеспечивающий асимптотическое стремление к нулю ошибки оценивания. Предложен пошаговый алгоритм определения матриц коэффициентов наблюдателя, основанный на технологии канонизации матриц и методах модального управления.

Страницы: 19-28
DOI: 10.15372/AUT20190402

3. Юркевич В. Д., Суняйкина П. А., Сыренов С. В. Применение релейного теста для автоматической настройки регулятора электрогидропривода стенда прочностных испытаний

Аннотация:
Рассматривается проблема автоматизации выбора параметров регулятора электрогидропривода для одноканального стенда силового нагружения элементов авиационных конструкций. Предлагается методика настройки параметров пропорционально-интегрального регулятора стенда на основе результатов теста с релейной обратной связью и метода разделения движений. Полученные результаты дают возможность выполнить автоматическую настройку параметров регулятора стенда прочностных испытаний и повысить точность реализации заданных циклограмм силового нагружения конструкций, что в конечном итоге позволяет ускорить процесс проведения прочностных испытаний. Приведены результаты реализации данной методики на экспериментальном стенде.

Страницы: 29-36
DOI: 10.15372/AUT20190403

4. Белоконь С. А., Деришев Д. С., Золотухин Ю. Н., Нестеров А. А., Филиппов М. Н. Управление движением гибридного летательного аппарата в переходных режимах

Аннотация:
Представлены результаты исследования системы управления полётом прототипа гибридного летательного аппарата (ЛА) в переходных режимах. Гибридный ЛА оборудован двумя силовыми установками квадрокоптерного и маршевого типов. Разработанная система управления включает подсистемы стабилизации углового положения, вертикального взлёта, зависания и посадки, а также подсистему управления в переходных режимах — от квадрокоптерного к самолётному и обратно.

Страницы: 37-48
DOI: 10.15372/AUT20190404

5. Белоконь С. А., Деришев Д. С., Золотухин Ю. Н., Ян А. П. Моделирование движения гибридного летательного аппарата

Аннотация:
Представлены лётно-технические характеристики гибридного летательного аппарата, приведена математическая модель в среде MATLAB/Simulink и результаты, полученные на стенде полунатурного моделирования и подтверждающие эффективность предложенного способа управления.

Страницы: 49-56
DOI: 10.15372/AUT20190405

6. Французова Г. А., Востриков А. С. Особенности синтеза ПИД-регулятора для нелинейного объекта второго порядка

Аннотация:
Предлагается процедура расчёта ПИД-регуляторов для класса нелинейных нестационарных объектов второго порядка. В целях уменьшения возможных скачков в управлении его пропорционально-дифференциальные составляющие переносятся в канал обратной связи системы. Показано, что наличие в системе специального дифференцирующего устройства с малой инерционностью порождает быстрые процессы на фоне медленных рабочих, выделение которых осуществляется с использованием методики разделения движений. Рассчитанный на этой основе регулятор обеспечивает инвариантность системы по отношению как к действию внешних неконтролируемых возмущений, так и к изменению параметров объекта. Результаты численного моделирования системы в среде MATLAB иллюстрируют её основные свойства.

Страницы: 57-64
DOI: 10.15372/AUT20190406

7. Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б., Барашков А. А. Вопросы построения потенциальных полей в задачах локальной навигации мобильных роботов

Аннотация:
Рассматриваются вопросы локальной навигации мобильных роботов. Анализируются особенности метода искусственных потенциальных полей как одного из популярных методов локальной навигации роботов. Исследуется вопрос конструирования притягивающих потенциальных полей. Обсуждается проблема локальных минимумов («ловушек»). Предлагается новый способ обхода препятствий при движении робота к цели.

Страницы: 65-70
DOI: 10.15372/AUT20190407

8. Митрошин В. Н., Рогачев Г. Н., Чостковский Б. К., Рогачев Н. Г. Применение нечёткой логики в задачах оптимизации непрерывно-дискретных систем управления многооперационными технологическими процессами

Аннотация:
Рассматривается численный метод синтеза программ работы цифровых регуляторов гибридных непрерывно-дискретных систем управления. Метод базируется на способе организации на цифровых регуляторах алгоритмов управления в виде систем правил и на процедуре нечёткой оптимизации для определения правил работы регуляторов. Непрерывную часть гибридных систем управления составляют многооперационные технологические цепочки, являющиеся нелинейными, многомерными и многосвязными объектами управления, дискретную часть — цифровые регуляторы. Разработанные цифровые регуляторы обеспечивают выполнение требований самого общего характера к управляемым процессам, в том числе нечётко формулируемых.

Страницы: 71-78
DOI: 10.15372/AUT20190408

9. Окольнишников В. В., Ордин А. А., Рудометов С. В. Моделирование технологических процессов подземной добычи угля

Аннотация:
Представлена комплексная имитационная модель технологических процессов подземной добычи угля в длинном комплексно-механизированном очистном забое. Выполнен ряд имитационных экспериментов. Дана оценка производительности очистного забоя в зависимости от различных факторов: технических параметров горных машин, длины лавы, газового фактора, технологических схем работы очистного комбайна, распределённых геомеханических характеристик угольного пласта.

Страницы: 79-85
DOI: 10.15372/AUT20190409

10. Боровик С. Ю., Подлипнов П. Е., Секисов Ю. Н., Скобелев О. П. Влияние мешающих факторов в системе измерения радиальных зазоров в газотурбинных двигателях с самокомпенсацией температурных воздействий

Аннотация:
Приведены результаты анализа влияния мешающих факторов на изменения информативного параметра одновиткового вихретокового датчика, используемые как исходные данные в задачах исследований системы измерения радиальных зазоров с самокомпенсацией температурных воздействий на датчик. В аналитическом виде получены функции преобразования измерительной цепи с включённым в неё одновитковым вихретоковым датчиком. Функции преобразования представляют собой зависимости экстремальных значений кодов на выходе измерительной цепи от радиальных зазоров и температурных воздействий на датчик с учётом влияния мешающих факторов (соседних лопаток, температуры лопаток, осевых смещений рабочего колеса компрессора газотурбинного двигателя). Даны количественные оценки функций влияния перечисленных мешающих факторов на вычисляемую в системе разность экстремальных значений кодов, характеризующую измеряемый параметр.

Страницы: 86-98
DOI: 10.15372/AUT201904011

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ

11. Резник А. Л., Соловьев А. А., Торгов А. В. Многоэтапные алгоритмы локализации случайного импульсного источника с двухступенчатой плотностью вероятности распределения на интервале поиска

Аннотация:
Предложены и рассчитаны параметры оптимальных по быстродействию алгоритмов пространственной локализации случайных импульсно-точечных источников, имеющих двухступенчатую плотность вероятности распределения на интервале поиска и обнаруживающих себя генерацией в случайные моменты времени мгновенных импульсов (дельта-функций). Показано преимущество построенных оптимальных алгоритмов локализации по сравнению с поисковыми процедурами, не учитывающими специфику пространственного распределения разыскиваемых импульсно-точечных объектов.

Страницы: 99-107
DOI: 10.15372/AUT201904011

12. Огреб С. М., Юхно П. М. Сравнительная эффективность способов совместной обработки видовой информации

Аннотация:
Рассматривается задача обнаружения пространственных объектов по видовой информации (по изображениям), доставляемой двумя или тремя различными датчиками. Дана сравнительная оценка характеристик обнаружения объекта с использованием алгоритмов комбинирования и комплексирования информации от различных датчиков, а также путём формирования единого синтетического изображения из двух исходных. Определены условия, при которых применение как алгоритма комбинирования информации, так и способа формирования единого синтетического изображения проигрывает в эффективности случаю использования для обнаружения только одного изображения из всех имеющихся.

Страницы: 108-117
DOI: 10.15372/AUT201904012

13. Кугаевских А. В., Согрешилин А. А. Анализ эффективности выделения границ сегментов средствами нейронных сетей

Аннотация:
В работе приведена архитектура нейросети выделения краёв. Проведено сравнение разных фильтров для нейронов первого слоя. Обучение нейросети с помощью алгоритма на базе косинусной меры показало существенно более худшие результаты по сравнению с алгоритмом обратного распространения ошибки. Также в работе указаны оптимальные параметры функционирования нейронов первого слоя. Предлагаемая архитектура выполняет поставленные задачи по выделению краёв.

Страницы: 118-128
DOI: 10.15372/AUT201904013