Перегляд за Автор "Лобок, Олексій Петрович"

Зараз показуємо 1 - 20 з 64

Автоматизоване керування лінійними багатовимірними об’єктами за умови неточного та неповного їх вимірювання
(2017) Гончаренко, Борис Миколайович; Лобок, Олексій Петрович; Віхрова, Лариса Григорівна
Розглянута задача мінімаксного оцінювання за наявності похибок вимірювання у відповідних вимірювальних каналах (або за умови неповних і неточних вимірюваннях вектора стану об’єкта), а потім і керування за відновленими значеннями (оцінками) координат стану об’єкта. Викладені суть та послідовність такого підходу. Сформульована задача синтезу оптимального мінімаксного оцінювання та керування відновленими значеннями у вказаних об’єктах. Наведена матрична математична модель температурного режиму теплового об’єкта (пекарної камери) та сформульований критерій оптимальності спостереження та керування. The task of the minimax estimation is considered in the presence of measurement errors in the corresponding measuring channels (or in the case of incomplete and inaccurate measurements of the state vector of the object), and then the management of the restored values (estimates) of the coordinates of the state of the object. The essence and sequence of this approach are outlined. The problem of synthesis of optimal minimax estimation and management of the restored values in the indicated objects is formulated. The matrix mathematical model of the temperature regime of the thermal object (baking chamber) is given and the criterion of optimality of observation and control is formulated.
Автоматичне керування лінійними розподіленими системами з використанням ПІД-регуляторів дробового порядку
(2017) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Іващук, Вячеслав Віталійович; Віхрова, Лариса Григорівна
Автоматичне керування стабільністю горіння при розмірному електроерозійному обробленні деталей дугою
(2014) Гончаренко, Борис Миколайович; Лобок, Олексій Петрович; Борисенко, Денис
У роботі розглядається задача створення АСК процесом розмірного оброблювання деталей (РОД) електричною дугою з метою підвищення продуктивності обробки за рахунок забезпечення стабільності процесу горіння дуги та автоматизації процесу оброблювання деталей. Були запропоновані методи вирішення задач автоматичного визначення положення робочої точки дуги на її ВАХ і значення задавального впливу регулятору за допомогою визначення екстремуму вибіркового коефіцієнта взаємної кореляції між сигналами струму і напруги дуги. Розроблена структурна схема системи керування та її програмне забезпечення. This work is dedicated to creating an electric arc machining automated process control system, to improve quality and productivity machining by the items automating processing and the electric arc stability. Have been proposed solving these problems, the arc working point position finding at its current-voltage characteristics and setting action regulator problem was solved by using the determining the extremum mutual correlation between the signals of current and arc voltage. The structural diagram of the control system and its software are developed.
Аналітичне конструювання дискретної системи керування аперіодичним об’єктом з запізнюванням
(2011) Гончаренко, Борис Миколайович; Лобок, Олексій Петрович
Розглянута задача синтезу в рамках лінійної теорії дискретного регулятора для керування аперіодичним неперервним технологічним об’єктом з запізнюванням в каналі керування. Показане формування рекурентного співвідношення у вигляді різницевого рівняння, яке дозволяє обчислити значення керувального діяння у будь-якому такті квантування. The task of synthesis within the framework of linear theory of discrete regulator is considered for a management a aperiodicheskiy object continuous technological object with a delay in the channel of management. Forming of recurrent correlation is shown as raznostnoe| equalization which allows to calculate the value of managing action in some time of quantum.
Аналітичне моделювання динаміки температурного режиму камери хлібопекарської печі як багатовимірного об’єкта керування
(2013) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Слєзенко, А. М.
Укр. Аналітичне конструювання оптимального регулювання вимагає наявності аналітичної моделі об’єкта керування. Синтез та аналіз математичної моделі об’єкта керування є основою для застосування оптимізаційних методів. Синтез оптимального керування здійснюється на основі математичної моделі об’єкта керування, яку розглянуто в статті. Англ. Analytical design of optimal control requires an analytical model of the control object. Synthesis and analysis of a mathematical model of the control object is the basis for the application of optimization techniques. Synthesis of optimal control is based on a mathematical model of the controlled object, which is referenced in the article.
Вдосконалення функціональної структури систем автоматичного керування технологічними об’єктами
(2015) Гончаренко, Борис Миколайович; Лобок, Олексій Петрович
Наведені методи лінійної теорії автоматичного регулювання (ТАР) та сучасної теорії автоматичного керування (ТАК), які застосовуються при розробленні систем автоматизації технологічних процесів харчових виробництв та реалізуються як ієрархічні структури на основі комп’ютерних промислових мереж. Згідно з системним підходом показані основні напрямки використання математичного моделювання при створенні ефективних систем автоматизації складних, в тому числі і нелінійних об’єктів, що функціонують в умовах невизначеності. Згадуються інформаційні технології та методи, що застосовуються в інтелектуальних системах. The methods of linear automatic control theory (ACT) and modern control theory (MCT), which are used in the development of process automation systems and food production are implemented as hierarchical structures based on computer networking industry. According to the system approach shows the main directions of use of mathematical modeling to create effective systems for automating complex, including non-linear processes, operating under conditions of uncertainty. Reference is made to information technologies and methods used in intelligent systems. These citations reflect the basic directions and methods used in recent years in developing advanced automated control systems and the synthesis of control appropriate actions to ensure their required or desired nature, such as robust or adaptive.
Визначення D-області стійкості дробових лінійних динамічних систем
(2018) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Савіцька, Наталія Митрофанівна; Віхрова, Лариса Григорівна
У статті наведено розв’язок задачі виділення області стійкої стабілізації лінійних динамічних систем з PI^λ D^μ -регулятором дробового порядку. Завдяки використанню методу D-розбиття отримано аналітичні формули, що визначають межі області стійкості системи «об’єкт» + «дробовий PI^λ D^μ -регулятор» стосовно автоматичного керування процесом біологічного очищення забруднених вод активним мулом. Границя між областями, де система стійка або нестійка, в просторі параметрів налаштувань kp, kt, kd дробового PI^λ D^μ -регулятора складається з трьох частин: Г = Г0 +Гω +Г∞. Складова Г0 визначається з умови перетину дійсним коренем характеристичного рівняння уявної осі s -площини при s = 0 . Складова Гω визначається з умови перетину парою комплексно сполучених коренів уявної осі при s = jω, де j =√-1 — уявна одиниця. Складова Г∞ визначається перетином дійсними коренями квазіполінома (10) уявної осі при s = ∞ і може бути визначена з умови pn = 0. На основі методу D-split отримано аналітичні вирази, що описують межі глобальної області стійкості лінійних динамічних систем дробового порядку типу «вхід-вихід» з дробовими PI^λ D^μ -регуляторами. Розроблено відповідне алгоритмічне програмне забезпечення, яке не наведено в цій статті. Оцінено ефективність результатів виділення стійкості в умовах застосування дробового PI^λ D^μ -регулятора. Подальші дослідження можуть бути пов’язані з пошуком як оптимальних параметрів коригування, так і дробових налаштувань диферінтеграторів, включених у регулятор, відповідно до вибраного критерію оптимальності. In the article the solution of the problem of the selection of the region of stability of linear dynamical systems with PI^λ D^μ --regulator of fractional order is given. Using the D- split method, we obtain analytical formulas that determine the limits of the region of stable stabilization of the “object + fractional-regulator” system. The obtained results relate to the control system for biological purification of contaminated water by active sludge. The boundary between areas where the system is stable or unstable, in the configuration settings space kp , ki, kd of the fractional controller PI^λ D^μ --consists of three parts: Г = Г0 +Гω +Г∞. The constituent Г0 is determined from the condition of intersection of the real root of the characteristic equation of the imaginary axis s -plane with s = 0. The constituent Гω is determined by the condition of intersection of a pair of complexly connected roots of the imaginary axis at s = jrn , where j =√-1 is the imaginary unit. The constituent Г∞ is determined by intersection of the real roots of the quasi-polynomial of the imaginary axis with s = ∞ and can be determined from the condition pn = 0. On the basis of the D-split method, we obtain analytical expressions that describe the boundaries of the global region of the stability of linear dynamic systems of the fractional order of the “input-output” type with the fractional PI^λ D^μ - regulators. An appropriate algorithmic software was developed, which is not given in this article. Further research may be related to the search for both optimal adjustment parameters and fractional orders of the diperegenerators included in the regulator, according to some chosen optimality criterion.
Використання теоретико-ігрового підходу в задачах синтезу оптимальних робастних регуляторів для об’єктів, що функціонують в умовах невизначеності
(2014) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович
У статті розглянуто задачу побудови оптимального робастного керування у вигляді зворотного зв’язку від стану лінійної динамічної системи, яке мінімізує інтегрально-квадратичний функціонал при найбільш несприятливих збуреннях системи. Отримано однопараметричне сімейство мінімаксних регуляторів, при яких заданий критерій не перевищує визначеного граничного значення. Оптимальне мінімаксне керування знаходиться шляхом пошуку мінімально допустимого порогового значення функціоналу за допомогою чисельних ітераційних методів. The problem of constructing optimal robust control as a feedback connection from the state of linear dynamic system, which minimizes the integral square functional under the most adverse perturbations of the system, is considered. One-parameter family of minimax controllers has been created, for which a given criterion does not exeed a certain limit. Minimax optimal control can be developed by searching the minimum threshold functionality value using numerical iterative methods
Вплив стохастичних збурень на результати аналітичного конструювання оптимального керування багатовимірними об’єктами
(2013) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Струнін, Ігор Володимирович
Вирази знайдених при аналітичному конструюванні оптимальних керувань, які мінімізують інтегральній критерій якості функціонування системи, залежать від випадкових збурень, в умовах яких проходить функціонування, а форма керувань, як і вигляд інтегрального критерію якості функціонування змінюються від цих умов. Це дозволило дослідити вплив вказаних збурень та отримати відповідні їм вирази керувань і критеріїв, а також намітити шлях до відповідного стохастичного диференціального матричного рівняння і до його розв’язку, щоб отримати вектор узагальненого стану багатовимірного об’єкта The expressions found in the analytical design of optimal control to minimize the integral criterion of the quality of the system depends on random perturbation , which is in operation and form controls , like the look of an integral quality criterion of operation vary from these conditions. It is possible to investigate the effect of these perturbations and obtain the corresponding expression controls and criteria , and chart a path to the corresponding stochastic differential matrix equation and its solution is to get the vector of generalized multidimensional object
Дослідження алгоритмічно - програмної реалізації робастного керування біохімічним реактором
(2013) Гончаренко, Борис Миколайович; Лобок, Олексій Петрович; Повзик, Анастасія Олександрівна
Проаналізований в якості об’єкта керування біохімічний реактор, запропонована структурно-параметрична схема математичної моделі динаміки змінювання концентрації субстрату, цільового продукту, кисню та температури у біохімічному реакторі. Наведені математична та матрична моделі динаміки реактора. Математична модель реактора представлена у просторі станів та у лінеаризованому вигляді. Вона є основою подальшого аналітичного конструювання оптимального керування, для пошуку якого запропоновано раціональний алгоритм. Здійснений аналіз перехідних процесів (ПП) біохімічного реактора, елементів оптимального керування та оптимального вектора стану, а також графіка найнесприятливіших зовнішніх збурень. Досліджені ПП оптимальних керувань u(t) і відповідних їм оптимальних станів системи x(t). Analyzed as a control object biochemical reactor, the proposed structural and parametric circuit mathematical model of the dynamics of changing substrate concentration, the desired product, oxygen and temperature in the biochemical reactor. The mathematical and matrix model of the dynamics of the reactor. Mathematical model of the reactor is represented in state space and a linearized form. It is the basis for further analytical design of optimal control for which the rational search algorithm. The analysis of transients (ТP) biochemical reactor, elements of optimal control and optimal state vector and graphics most unfavorable external disturbances. Researched ТP optimal control u(t) and the corresponding optimal system states x(t).
Дослідження динаміки мінімаксного керування і спостереження температурного режиму пекарної камери
(2015) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Слєзенко, А. М.
Здійснений аналіз динаміки перехідних процесів оптимальних керувань, станів системи x(t), спостережень y(t) і оптимальних оцінок (оцінена якість роботи мінімаксного фільтра Калмана-Бюсі). Досліджена оптимальна область припустимих збурень. Доведено, що синтезоване оптимальне керування має додатковий запас стійкості, більший від розрахованого. The analysis of the dynamics of transients optimal control, system states x(t), observation y(t) and optimal estimates (assessed quality of minimax-Byusi Kalman filter). The optimal region of admissible perturbations. Proved that the synthesized optimal control has the added safety factor greater than calculated.
Дослідження масообміну при віброекстрагуванні цільових компонентів із рослинної сировини
(2014) Зав'ялов, Володимир Леонідович; Мисюра, Тарас Григорович; Бодров, Віктор Семенович; Запорожець, Юлія Владиславівна; Попова, Наталія Вікторівна; Лобок, Олексій Петрович
Процес безперервного віброекстрагування з рослинної сировини (хміль, цукровий буряк, чорний байховий чай) досліджувався на моделі віброекстрактора безперервної дії. The process of continuous vibroekstrahuvannya of plant material (hops, sugar beet, black packed tea) was investigated in the model vibroekstraktora continuous.
Дослідження мінімаксного керування та спостереження теплових об’єктів сільськогосподарського призначення
(2013) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Слєзенко, А. М.
Наводяться розв’язки задач мінімаксного керування та спостереження багатовимірного теплового об’єкта керування (напр. сушарна камера) за умов повних і точних, а також неповних і неточних вимірювань параметрів стану. Експериментально досліджені оптимальні керування, спостереження, стан координат та значення критеріїв оптимальності об’єкта за цих умов. Досліджені припустимі збурення для випадку неповних і неточних вимірювань, обчислені значення критеріїв і значення їхніх верхніх меж. Здійснений аналіз перехідних процесів (ПП) елементів матриць зворотного зв’язку для обох випадків вимірювань стану об’єкта. Здійснений аналіз ПП оптимальних керувань, станів системи, спостережень і оптимальних оцінок якості роботи мінімаксного фільтра Калмана-Бюсі. Досліджена оптимальна область припустимих збурень. Доведено, що синтезоване мінімаксне керування має запас стійкості, більший від розрахованого.
Дослідження просторово-часових характеристик віброекстрагування з метою масштабування віброекстракційної апаратури
(2014) Зав'ялов, Володимир Леонідович; Мисюра, Тарас Григорович; Бодров, Віктор Семенович; Запорожець, Юлія Владиславівна; Попова, Наталія Вікторівна; Лобок, Олексій Петрович; Костюк, Володимир Степанович
Наведено результати досліджень просторово-часових характеристик процесу твердофазового віброекстрагування. Отримано прогнозуючу модель розвитку пульсуючого турбулентного затопленого струменя для процесів безперервного та періодичного віброекстрагування в системі тверде тіло-рідина, яка надає можливість масштабування при певному кратному збільшенні або зменшенні віброекстракторів. The research findings of spatial and temporal characteristics of solid phase vibroextraction process are summarized. The predictive model of pulse submerged turbulent let tor the process of continuous and periodic vibroextraction in the solid-liquid system is obtained, which provides scalability under certain multiple extend or retract of vibroextractors.
Дослідження протитечійного розділення фаз при твердофазовому віброекстрагуванні
(2013) Зав'ялов, Володимир Леонідович; Мисюра, Тарас Григорович; Попова, Наталія Вікторівна; Бодров, Віктор Семенович; Запорожець, Юлія Владиславівна; Лобок, Олексій Петрович
Переваги віброекстрагування , пов'язані з інтенсифікацією масоперенесення за рахунок активізації міжфазової поверхні при її коливаннях і пульсаційному обтіканні, стають значно вагомішими, коли стає можливим і протитечійне розділення фаз. Benefits vibroekstrahuvannya associated with the intensification of mass transfer by enhancing interfacial surface at its vibrations and pulsating flow around, become more significantly when it is possible and protytechiyne phase separation.
Експериментальне дослідження мінімаксного керування та спостереження для температурного режиму пекарної камери
(2014) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Слєзенко, А. М.
Наводяться розв’язки оптимізаційних задач мінімаксного керування та спостереження для багатовимірних об’єктів керування (ОК) за умов повних і точних, а також неповних і неточних вимірювань параметрів стану об’єкта. Експериментально досліджені оптимальні керування, спостереження, стан координат та значення критеріїв оптимальності об’єкта за цих умов. Досліджені припустимі збурення для випадку неповних і неточних вимірювань, обчислені крім значень критеріїв також і значення їхніх верхніх меж. Доведено, що синтезоване оптимальне керування має додатковий запас стійкості, більший від розрахованого.
Задача оптимального мінімаксного граничного керування об’єктами з розподіленими параметрами
(2018) Лобок, Олексій Петрович; Cавицька, Наталія Митрофанівна; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина Анатоліївна
Розв’язується задача синтезу мінімаксного керування для об’єктів, які описуються двовимірним рівнянням теплопровідності параболічного типу. Вперше застосовано мінімаксний підхід для керування об’єктами, які описуються двовимірним рівнянням теплопровідності параболічного типу; розглянуто теоретичні положення синтезу мінімаксних регуляторів для випадків зосереджених граничних (точкових) та рухомих регуляторів; розроблено алгоритмічно-програмне забезпечення, яке дозволяє моделювати динаміку побудованих мінімаксних регуляторів та досліджувати відповідні перехідні процеси The problem of the synthesis of the minimax control for objects described by the two-dimensional equation of heat conductivity of a parabolic type is solved. For the first time, a minimuma approach was used to control the objects described by a two-dimensional parabolic-type heat equation; The theoretical positions of synthesis of minimax regulators for cases of lumped boundary (point) and moving regulators are considered; algorithmic software was developed that allows to simulate the dynamics of the constructed mini-regulators and to investigate the corresponding transients
Застосування лінійних матричних нерівностей при синтезі модального керування багатомірними лінійними системами
(2018) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина Анатоліївна
У статті наведено розв’язок задачі побудови модальних регуляторів для лінійних багатовимірних систем, що забезпечують D-стійкість (асимптотичну стійкість) об’єкта керування. Керування представлено у вигляді регуляторів, що забезпечують зворотний зв’язок за виходом об’єкта керування, і здійснюється з використанням спостерігачів Луенбергера повного і зниженого порядку. Для обчислення матриць регуляторів застосовано техніку лінійних матричних нерівностей і узагальнення поняття стійкості за Ляпуновим (D-стійкість). Наведено теореми, що дають необхідні і достатні умови D-стійкості керованої системи. Запропоновано конструктивний розв’язок задачі синтезу D-стабілізувальних (модальних) регуляторів за вимірюваним виходом об’єкта керування, заснований на побудові спостерігачів стану об ’єкта певного порядку. Розв ’язок отримано на основі використання теорії лінійних матричних нерівностей (LMI). Для чисельного моделювання отриманих модальних регуляторів можна використовувати ефективні методи опуклої оптимізації і відповідне програмне забезпечення, яке входить до ряду пакетів прикладних програм, зокрема, в систему MatLab. Описано методи розв ’язання не тільки прямої задачі модального керування, коли вибір параметрів регулятора забезпечує збіг коренів характеристичного рівняння замкненої системи з попередньо заданим набором комплексних чисел, розташованих у лівій частині комплексної площини, але й інших задач модального регулювання, в яких вимога точного розміщення коренів у лівій комплексній півплощині вже не накладається, а потрібна лише їх приналежність до заданих областей. Такі області, описані системою лінійних матричних нерівностей, називаються LMI-областями. The paper gives a solution to the problem of constructing modal regulators for linear multidimensional systems that provide D-stability (asymptotic stability) of the control object. The control is represented as regulators providing feedback on the output of the control object, and it uses the full and low order observers of Luenberger. To calculate the matrices of the regulators, we use the technique of linear matrix inequalities and generalization of the Lyapunov stability concept (D-stability). The theorems which give necessary and sufficient conditions for D-stability of the controlled system are given. The constructive solution of the problem of synthesis of D-stabilizing (modal) regulators according to the measured output of the control object, based on the construction of observers of the state of the object of the complete and reduced order, is given. The solution is obtained based on the use of the theory of linear matrix inequalities (LMI). For numerical simulation of the obtained modal regulators you can use effective methods of convex optimization and corresponding software that is included in a number of application packages, in particular, in the MatLab system. In this paper we describe methods for solving not only the direct problem of modal control, when the choice of parameters of a regulator is ensured by the coincidence of the roots of the characteristic equation of a closed system with a predefined set of complex numbers located on the left side of the complex plane, but also other problems of modal control, in which the requirement of the exact placement of the roots in the left integrated half-plane is not superimposed, but only their membership in certain specified areas is required. Such areas, described by a system of linear matrix inequalities (LMI), are called LMI domains.
Застосування підходів лінійної теорії при синтезі керування для систем з запізнюванням
(2012) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Баркар, Д. О.
При синтезі оптимального керування розглянута задача переходу від виду математичної моделі системи керування з запізнюванням до такої ж без запізнювання. Показане застосування векторно-матричного представлення моделі об’єкта та зведення її до узагальненої системи з розширеним вектором стану, що не містить запізнювання. Показане модифікування виразу критерію оптимальної якості керування до форми, що містить математичне сподівання.
Застосування регуляторів дробового порядку при синтезі оптимального автоматичного керування
(2017) Ляшенко, Максим Олександрович; Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина Анатоліївна
Розглядається задача застосування дробових - регуляторів при керуванні технологічними процесами, описуваними диференційними рівняннями, наприклад, процесом біологічної очистки забруднених вод або іншими. Проведена лінеаризація і дискретизація виразів моделей об’єкта керування і регулятора. Наведений критерій якості керування очищенням та сформульована задача оптимального керування. Отримані оптимальні налаштування дробових регуляторів, досліджена методом послідовного перебору динаміка оптимального керування. Проведено моделювання керування дробовими - і класичним PID - регулятором, показана висока ефективність дробових регуляторів.