Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Децентрализованные алгоритмы проектирования взаимосвязанных систем в условиях информационных неопределенностей

Лыченко Н.М.
Кыргызско-Российский Славянский Университет, г.Бишкек, Кыргызия

Особенностью структуры сложных систем в энергетике, ирригации, строительстве, экологии и т. д. является то, что они состоят из определенного числа взаимодействующих подсистем и, следовательно, необходимо применение концепции децентрализации для надежного и эффективного управления.Концепция децентрализации адекватно соответствует природе сложных систем и использованию для их автоматизации современных информационных технологий, базирующихся на мультипроцессорных системах. Бурное развитие последних, в свою очередь, стимулирует новое развитие теории децентрализованного управления.

Надежность и эффективность управления с учетом особенностей реальных систем требуют развития новой технологии проектирования на базе децентрализации и учета информационных неопределенностей.

Для успешного практического применения систем управления большими динамическими объектами, состоящими из взаимодействующих подсистем, должен выполняться ряд требований (ограничений):

1. необходимо использовать децентрализованные контроллеры, которые состоят из отдельных независимых блоков управления, причем каждому доступны для наблюдения лишь локальные выходы подсистем;
2. отдельные блоки управления должны не только реализовываться, но и проектироваться децентрализовано. Это требование актуально, поскольку во многих практических приложениях существуют не только ограничения на доступность каждому локальному блоку текущей информации (локальные выходы подсистем), но для проектирования каждого контроллера может быть использована также только локальная априорная информация о неопределенностях моделей. То есть проектирование должно опираться для каждой подсистемы только на локальную информацию (априорную и апостериорную).

Обычно робастное проектирование децентрализованных контроллеров связано с централизованным проектированием, в котором все стратегии управления ищутся одновременно и для определения локальных контроллеров приходится использовать априорную информацию о неопределенностях всей системы.

В докладе излагаются результаты децентрализованного проектирования набора контроллеров, которые вместе и независимо управляют взаимосвязанной системой.

Рассматривается класс частично неопределенных систем, модели которых описываются взаимосвязанными дифференциальными уравнениями. Модели неопределенностей - интервальные. Системой управляет набор невзаимодействующих между собой локальных контроллеров.

Синтезируются алгоритмы управления такими системами, полученные на базе метода синтеза децентрализованных алгоритмов управления системами большой размерности [1].

Локальные законы управления определяются из условия минимизации критериев подсистем, весовые матрицы которых являются параметрами проектирования и выбираются для обеспечения противостояния управляемой взаимосвязанной системы вариациям параметров в подсистемах и взаимосвязях.

Локальные контроллеры обеспечивают свойства робастности независимо от ситуаций в других контроллерах и проектирование осуществляется, основываясь только на локальных свойствах неопределенностей модели. Это осуществляется за счет использования свойств блочно-диагональной доминантности матриц. Для определения условий робастности используется метод функций Ляпунова.

Литература

1. Миркин Б.М. Оптимизация динамических систем с децентрализованной структурой управления. Фрунзе: Илим, 1986. 268с.