Двухканальное управление с минимальным энергопотреблением в линейно-квадратичных задачах оптимизации взаимосвязанных неоднородных систем с распределенными параметрами
- Авторы: Ильина Н.А.1, Плешивцева Ю.Э.1, Рапопорт Э.Я.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: № 1 (2025)
- Страницы: 28-44
- Раздел: УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМАМИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
- URL: https://rjeid.com/0002-3388/article/view/684555
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338825010036
- EDN: https://elibrary.ru/AGWMAD
- ID: 684555
Цитировать
Аннотация
Предлагается конструктивная технология решения задач двухканального управления двумя взаимосвязанными через граничные условия неоднородными системами с распределенными параметрами в линейно-квадратичных задачах оптимизации по критерию энергосбережения при заданной точности равномерного приближения результирующего пространственного распределения управляемых величин к требуемому состоянию. Разработанная методика использует процедуру параметризации искомых управляющих воздействий на конечномерном подмножестве бесконечного числа финишных значений сопряженных переменных и последующую процедуру точной редукции к параметрической задаче полубесконечной оптимизации, которая решается по обобщаемой на исследуемую ситуацию схеме предложенного ранее альтернансного метода. Показывается, что уравнения оптимальных регуляторов с сосредоточенными управляющими воздействиями для каждого из объектов сводятся к линейным алгоритмам обратной связи по измеряемому состоянию с нестационарными коэффициентами передачи. Приводится представляющий самостоятельный интерес пример оптимизации процесса индукционного нагрева двух неограниченных пластин в условиях идеального теплового контакта на их граничных поверхностях.
Полный текст

Об авторах
Н. А. Ильина
Самарский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: ilina.natalyaa@yandex.ru
Россия, Самара
Ю. Э. Плешивцева
Самарский государственный технический университет
Email: yulia_pl@mail.ru
Россия, Самара
Э. Я. Рапопорт
Самарский государственный технический университет
Email: edgar.rapoport@mail.ru
Россия, Самара
Список литературы
- Маковский В.А. Динамика металлургических объектов с распределенными параметрами. М.: Металлургия, 1971.
- Рей У. Методы управления технологическими процессами. М.: Мир, 1983.
- Рапопорт Э.Я. Оптимизация процессов индукционного нагрева металла. М.: Металлургия, 1993.
- Рапопорт Э.Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2005.
- Бутковский А.Г. Структурная теория распределенных систем. М.: Наука, 1977.
- Бегимов И., Бутковский А.Г., Рожанский В.Л. Структурное представление физически неоднородных систем // АиТ. 1982. № 9. С. 25–35.
- Бегимов И., Бутковский А.Г., Рожанский В.Л. Структурное представление двумерных неоднородных систем с распределенными параметрами // АиТ. 1984. № 5. С. 5–16.
- Демиденко Н.Д. Управляемые распределенные системы. Новосибирск: Наука, 1999.
- Рапопорт Э.Я. Структурное моделирование объектов и систем управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2003.
- Рапопорт Э.Я. Альтернансный метод в прикладных задачах оптимизации. М.: Наука, 2000.
- Рапопорт Э.Я. Оптимальное управление системами с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2009.
- Рапопорт Э.Я., Плешивцева Ю.Э. Методы полубесконечной оптимизации в прикладных задачах управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 2021.
- Рапопорт Э.Я. Метод параметрической оптимизации в задачах многоканального управления системами с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 4. С. 47–61.
- Ilina N. Parametric Optimization of Nonstationary Heat Conductivity Processes with Two Control Actions // XXI Intern. Conf. Complex Systems: Control and Modeling Problems (CSCMP). Samara, Russia, 2019. P. 271–276.
- Атанс М., Фалб П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.
- Красовский Н.Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1968.
- Егоров А.И., Знаменская Л.Н. Введение в теорию управления системами с распределенными параметрами. СПб.: Лань, 2017.
- Мартыненко Н.А., Пустыльников Л.М. Конечные интегральные преобразования и их применение к исследованию систем с распределенными параметрами. М.: Наука, 1986.
- Егоров Ю.В. Необходимые условия оптимальности в банаховом пространстве // Мат. сб. (новая серия). 1964. Т. 64 (106). № 1. С. 79–101.
- Плешивцева Ю.Э., Рапопорт Э.Я. Программное управление с минимальным энергопотреблением в системах с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2020. № 4. С. 42 57.
- Егоров А.И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами. М.: Наука, 1978.
- Плешивцева Ю.Э., Рапопорт Э.Я. Метод последовательной параметризации управляющих воздействий в краевых задачах оптимального управления системами с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2009. № 3. С. 22–33.
- Рапопорт Э.Я. Равномерная оптимизация управляемых систем с распределенными параметрами // Вестн. Самарского гос. техн.ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2022. Т. 26. № 3. С. 419–445.
- Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высш. шк., 2001.
- Валеев Г.К., Жаутыков О.А. Бесконечные системы дифференциальных уравнений. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1974.
- Коваль В.А. Спектральный метод анализа и синтеза распределенных управляемых систем. Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 1997.
- Рапопорт Э.Я., Плешивцева Ю.Э. Оптимальное по расходу энергии управление в системах с распределенными параметрами // Автометрия. 2021. Т. 57. № 4. С. 17–28.
- Самарский А.А., Вабишевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: УРСС, 2003.
- Бакулин В.Н., Гусев Е.Л., Марков В.Г. Методы оптимального проектирования и расчета композиционных конструкций. Т.1. М.: Физматлит, 2008.
- Рапопорт Э.Я., Плешивцева Ю.Э. Оптимальное управление температурными режимами индукционного нагрева. М.: Наука, 2012.
Дополнительные файлы
