Программное обеспечение для моделирования сложных динамических систем управления с нестабильными параметрами

  • Tatiana Alexandrovna Ezangina Национальный исследовательский Томский политехнический университет http://orcid.org/0000-0002-4948-5972
  • Sergey Anatolevich Gayvoronskiy Национальный исследовательский Томский политехнический университет http://orcid.org/0000-0002-7156-2807
DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.18.202203.528-536

Аннотация

В статье описывается разработанный для исследования робастных свойств систем автоматического управления с интервальными параметрами программный комплекс SLIS. Данный программный комплекс позволяет при различных типах неопределенности коэффициентов характеристического полинома системы определять границы областей локализации полюсов и нулей; строить многопараметрические интервальные корневые годографы; получать переходные процессы и импульсные характеристики интервальных систем в вершинах многогранника коэффициентов характеристического полинома.
Программный комплекс SLIS имеет возможность проводить имитационное моделирование систем управления с интервальными параметрами в автоматическом или диалоговом режимах. Работа программного комплекса SLIS апробирована на примере имитационного моделирования канала управления движением необитаемого подводного аппарата вдоль его продольной оси.

Сведения об авторах

Tatiana Alexandrovna Ezangina, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

доцент отделения информационных технологий Инженерной школы информационных технологий и робототехники, кандидат технических наук

Sergey Anatolevich Gayvoronskiy, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

доцент отделения автоматизации и робототехники Инженерной школы информационных технологий и робототехники, кандидат технических наук, доцент

Литература

1. Grigut E., Kiriyakov I., Senichenkov Yu. Designing application-dependent tools for modeling and simulation on basis of universal modeling environment. In: Proceedings of the 3rd International Conference on Applications in Information Technology (ICAIT'2018). New York, NY, USA: Association for Computing Machinery; 2018. p. 17-22. doi: https://doi.org/10.1145/3274856.3274861
2. Shornikov Yu.V., Senichenkov Yu.B., Ryzhov V.A. Comparative Analysis of Computer Modeling and Simulation Environments under the InMotion Project. Humanities and Science University Journal. 2017;(30):58-65. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35105050 (accessed 27.06.2022).
3. Isakov A.A., Kolesov Yu.B., Senichenkov Yu.B. A new tool for visual modeling ‒ Rand Model Designer 7. IFAC-PapersOnLine. 2015;48(1):661-662. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.05.102
4. Burak T.I., Lukashevich M.M. Methodology and software for semantic analysis of complex dynamical systems. In: International scientific and technical conference proceedings "Open Semantic Technologies for Intelligent Systems" (OSTIS). 2016;(6):569-572. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30080368 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
5. Burak T.I., Kernoga A.L. Computer modeling of dynamic systems. In: Proceedings of the International Conference on Innovative technologies: theory, tools, practice. Vol. 2. Perm: PNRPU; 2014. p. 196-201. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23693623 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
6. Kozlov O.S., Kondakov D.E., Skvortsov L.M., Timofeev K.A., Hodakovskii V.V. Software for Research Dynamics and Design of Technical Systems. Information Technologies. 2005;(9):20-25. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20468025 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
7. Tsavnin A., Efimov S., Zamyatin S. Overshoot Elimination for Control Systems with Parametric Uncertainty via a PID Controller. Symmetry. 2020;12(7):1092. doi: https://doi.org/10.3390/sym12071092
8. Prokopiev A.P., Ivanchura V.I., Emelyanov R.T. Synthesis PID controller for objects second order with regard to the location poles. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2016;9(1):50-60. (In Russ., abstract in Eng.) doi: https://doi.org/10.17516/1999-494X-2016-9-1-50-60
9. Sukhodoev M.S., Gayvoronskiy S.A., Zamyatin S.V. Analysis and synthesis of automatic control robust systems in the MATLAB environment. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2008;312(5):61-66. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=11170119 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
10. Tsavnin A.V., Zarnitsyn A.Yu., Efimov S.V., Podkovyrov I.A., Zamyatin S.V. Design approach for robust non-overshooting controller for ACS with parametric uncertainty. Industrial Automatic Control Systems and Controllers. 2021;(4):3-11. (In Russ., abstract in Eng.) doi: https://doi.org/10.25791/asu.4.2021.1270
11. Gayvoronskiy S., Ezangina T., Khozhaev I., Kazmin V. Determination of Vertices and Edges in a Parametric Polytope to Analyze Root Indices of Robust Control Quality. International Journal of Automation and Computing. 2019;16(6):828-837. doi: https://doi.org/10.1007/s11633-019-1182-y
12. Gayvoronskiy S.A. Vertex analysis of root quality indexes of the system with interval parameters. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2006;309(7):6-9. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9459044 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
13. Gayvoronskiy S.A., Khozhaev I.V., Ezangina T.A. Motion Control System for a Remotely Operated Vehicle with Interval Parameters. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. 2017;6(5):378-384. doi: https://doi.org/10.18178/ijmerr.6.5.378-384
14. Tsavnin A.V., Efimov S.V., Zamyatin S.V. PID-controller tuning approach guaranteeing non-overshooting step response. Proceedings of TUSUR University. 2019;22(2):77-83. (In Russ., abstract in Eng.) doi: https://doi.org/10.21293/1818-0442-2019-22-2-77-82
15. Vadutov O.S. Design of PID controller for delayed systems using optimization technique under pole assignment constraints. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2014;325(5):16-22. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22860550 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
16. Smirnov N.I., Sharovin I.M. On optimality criterion selection in numerical computation of Automated Control Systems. Industrial Automatic Control Systems and Controllers. 2009;(5):16-21. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12364788 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
17. Lubentsova E.V., Piotrovskiy D.L., Lubentsov V.F. Robust fuzzy automatic control system with variable structure. Fundamental research. 2017;(3):53-59. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29007770 (accessed 27.06.2022). (In Russ., abstract in Eng.)
18. Keel L.H., Bhattacharyya S.P. Robustness and fragility of high order controllers: A tutorial. In: Proceedings of IEEE Conference on Control Applications. Buenos Aires, Argentina: IEEE Computer Society; 2016. p. 191-202. doi: https://doi.org/10.1109/CCA.2016.7587837
19. Bhattacharyya S.P. Robust control under parametric uncertainty: An overview and recent results. Annual Reviews in Control. 2017;44:45-77. doi: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2017.05.001
20. Mihailescu-Stoica D., Schrodel F., Vobetawinkel R., Adamy J. On robustly stabilizing PID controllers for systems with a certain class of multilinear parameter dependency. In: Proceedings of the 26th Mediterranean Conference on Control and Automation. Zadar, Croatia: IEEE Computer Society; 2018. p. 1-6. doi: https://doi.org/10.1109/MED.2018.8442811
21. Khalil A., Wang J.H., Mohamed O. Robust stabilization of load frequency control system under networked environment. International Journal of Automation and Computing. 2017;14(1):93-105. doi: https://doi.org/10.1007/s1l633-016-1041-z
22. Jiang Y., Dai J.Y. An adaptive regulation problem and its application. International Journal of Automation and Computing. 2017;14(2):221-228. doi: https://doi.org/10.1007/s11633-015-0900-3
23. Nguyen N.H., Nguyen P.D. Overshoot and settling time assignment with PID for first-order and second-order systems. IET Control Theory & Applications. 2018;12(17):2407-2416. doi: https://doi.org/10.1049/iet-cta.2018.5076
24. Zhang X.Q., Li X.Y., Zhao J. Stability analysis and anti-windup design of switched systems with actuator saturation. International Journal of Automation and Computing. 2017;14(5):615-625. doi: https://doi.org/10.1007/s1l633-015-0920-z
25. Da Silva F.D.C., De Oliveira J.B., De Araujo A.D. Robust interval adaptive pole-placement controller based on variable structure systems theory. In: Proceedings of the 25th International Conference on Systems Engineering. Las Vegas, USA: IEEE Computer Society; 2017. p. 45-54. doi: https://doi.org/10.1109/IC-SEng.2017.73
Опубликована
2022-10-24
Как цитировать
EZANGINA, Tatiana Alexandrovna; GAYVORONSKIY, Sergey Anatolevich. Программное обеспечение для моделирования сложных динамических систем управления с нестабильными параметрами. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 18, n. 3, p. 528-536, oct. 2022. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/888>. Дата доступа: 21 nov. 2024 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.18.202203.528-536.
Форматы библиографических ссылок
Выпуск
Том 18 № 3 (2022): Современные информационные технологии и ИТ-образование
Раздел
Теоретические вопросы информатики, прикладной математики, компьютерных наук
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник.
Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений.
Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO.
Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.