Защита диссертации Темирбек Айжан на соискание степени доктора философии (PhD) по специальности «8D07102 - Автоматизация и управление»
В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Темирбек Айжан на тему Адаптивное управление линейными системами градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова по образовательной программе «8D07102 – Автоматизация и управление».
Диссертация выполнена на кафедре «Системного анализа и управления» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Утепбергенов Ирбулат Туремуратович - доктор наук, профессор, Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева, профессор
Бейсембаев Акамбай Агыбаевич - кандидат наук, доцент, Satbayev University
Временные члены Диссертационного совета:
Ахметов Бахытжан Сражатдинович - доктор наук, профессор, Казахский национальный педагогический университет им. Абая, профессор
Khujamatov Halimjon Ergashevich - доктор философии(PhD), доцент, Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада аль-Хорезми
Утенова Балбупе Есенжановна - кандидат наук, ассоциированный профессор, Организация
Научные консультанты:
Бейсенби Мамырбек Аукебаевич – доктор технических наук, профессор кафедры «Системный анализ и управление» Евразийского национального университета им. Л.Н.Гумилева
Вальдемар Вуйцик – доктор технических наук, профессор кафедры электроники и информационных технологий Люблинского технического университета, (Люблин, Польша).
Защита состоится: 23 августа 2024 года 14:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D071 – Инженерия и инженерное дело» по специальности «8D07102 – Автоматизация и управление» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Проведение заседания диссертационного совета в онлайн формате.
Ссылка: https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ae8sitCVDaL5sddkcKQEfLa_-OFywt86lSr2NqddxtqQ1%40thread.tacv2/1720693407626?context=%7b%22Tid%22%3a%225a2fd781-9261-485a-af2b-6171d0efab73%22%2c%22Oid%22%3a%2233d66466-78cc-4bf3-817c-92b97d57eb7b%22%7d
Адрес: г. Астана, ул. Сатпаева, 2, №1 корпус, ауд.№302.
Аннотация (рус.):АННОТАЦИЯ диссертационной работы Темирбек Айжан на тему: «Адаптивное управление линейными системами градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова», представленной на соискание степени доктора философии (PhD) по образовательной программе: «8D07102 - Автоматизация и управление» Актуальность темы исследования. В настоящее время актуальной проблемой является обеспечение устойчивости системы управления с высокими качественными показателями и динамической, и статической точностью. Методы формирования и использования традиционных моделей технических систем достаточно разработаны и успешно применяются при решении многих задач. Традиционные методы анализа и синтеза систем управления основаны на предположении, что математическая модель объекта является известной, абсолютно точно описывает его поведение и не претерпевает изменений со временем в процессе функционирования. Однако для современных и перспективных технических систем возникает ряд проблем, которые не решаются традиционными методами. Эти проблемы возникают из-за наличия различных и многих неопределенностей в свойствах соответствующей системы и условиях ее эксплуатации. Неопределенность вызывается рядом объективных причин и, как правило, проявляется в отсутствии полных сведений относительно параметров или характеристик объекта, а также относительно приложенных к объекту управления внешних помех и задающих воздействий. Кроме того, при эксплуатации системы параметры объекта управления и внешней среды могут изменяться непредвиденным образом. Это приводит, во-первых, к снижению качества работы системы, потере ее устойчивости и работоспособности; во-вторых, к увеличению затрат на расчет и реализацию эффективной системы управления для сохранения необходимого качества ее функционирования. Такие неопределенности могут быть преодолены только в том случае, если рассматриваемая система обладает адаптивным свойством, т.е. оперативно-регулирующим свойством, зависящим от изменяющегося текущего состояния системы и ее модели. Теория разработки метода синтеза по адаптивному управлению линейными системами, которая базируется на результатах градиентно-скоростного метода вектор-функций Ляпунова, является новым направлением в области автоматического управления. Цель диссертационного исследования является разработка теоретических основ синтеза системы адаптивного управления линейными объектами на основе градиентно-скоростного метода вектор-функций Ляпунова. Задачи исследования: - проанализировать современное состояние проблемы адаптивного управления; - разработка градиентно-скоростного метода вектор-функции Ляпунова для исследования линейных адаптивных систем управления; - синтез адаптивной системы управления градиентно-скоростным методом вектор-функции Ляпунова для линейного объекта с одним входом и одним выходом; - синтез адаптивной системы управления градиентно-скоростным методом вектор-функции Ляпунова для линейного объекта с m-входами и n-выходами; - синтез адаптивной управления линейным КЛА градиентно-скоростным методом вектор-функции Ляпунова. Методы исследования. Для решения сформулированных в работе задач управления использовались подходы адаптивного управления, метод пространства состояний, метод функций Ляпунова, теория матриц и теории устойчивости. При моделировании применялись пакеты прикладных программ Matlab и Simulink. Научная новизна исследования. 1.Разработан метод синтеза адаптивной системы управления для линейного объекта с одним входом и одним выходом градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова. 2.Разработан метод синтеза адаптивной системы управления для линейного объекта с m-входами и n-выходами градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова. 3.Разработан метод синтеза адаптивной управления линейным КЛА градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова. Научные результаты, выносимые на защиту (научные положения): 1. Метод синтеза адаптивной системы управления для линейного объекта с одним входом и одним выходом. 2. Метод синтеза адаптивной системы управления для линейного объекта с m-входами и n-выходами. 3. Метод синтеза адаптивной управления линейным КЛА. Ставится задача построения СНС с явной эталонной моделью. В целом в соответствии с двухуровневой структурой СНС задача решается в два этапа: построение основного контура и синтез контура адаптации. Построение основного контура 4. Исследование и определение условий апериодической робастной устойчивости системы управления градиентно-скоростным методом вектор функций Ляпунова. 5. Исследование и определение условий апериодической робастной устойчивости модели с желаемой динамикой заданными параметрами, градиентно-скоростным методом вектор функций Ляпунова. 6. Вычисление коэффициентов регулятора основного контура. Синтез контура адаптаций 7. Построение модели обобщенного основного объекта (ОНО) 8. Исследование и определение условий апериодической робастной устойчивости ОНО градиентно-скоростным методом вектор функций Ляпунова 9. Вычисление из условий апериодической робастной устойчивости ОНО коэффициентов настройки контура адаптаций. Практическая значимость результатов исследования. Результаты исследований, приведенные в диссертационной работе, были апробированы на газопоршневой электростанции мощностью 2500 кВт на месторождениях Юго-Западная Кызылкия Кызылординской области. Применялся с целью обеспечения устойчивости оборотов газопоршневых установок (генераторов) при кротковременно пусковых колебаниях нагрузки в пределах 20-25%, т.е 0,12-0,15ГЦ. Соответствие направлениям развития науки или государственным программам. Программа «Министерство цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан» Послание Президента Республики Казахстан «Третья модернизация Казахстана: глобальная конкурентоспособность» – соответствует с направлениями актуальных задач теории и практики управления динамическими объектами, применяемыми в области производства и технологии систем автоматического управления. Описание вклада докторанта в подготовку каждой публикации. Все результаты и выводы, приведенные в диссертации, были получены и сформулированы при непосредственном участии соискателя в соответствии с результатами проведенного исследования. Соискатель разработала метод синтеза адаптивной системы управления для линейного объекта с одним входом и одним выходом, а также метод синтеза адаптивной системы управления для линейного объекта с m-входами и n-выходами градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова. Результаты опубликованы в научных статьях и изложены в научных докладах. Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертационной работы изложены на научных семинарах кафедры «Системный анализ и управление» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. По теме диссертационной работы соискателем опубликовано 5 печатных работ, в том числе: одна статья опубликована в журнале, входящем в базу данных Scopus, четыре статьи опубликованы в научных изданиях, рекомендованных комитетом по обеспечению качества сфере науки и высшего образования Министерства науки и высшего образования РК: - Synthesis of a gradient-velocity control system using the Lyapunov vector-function method for an object with one input and one output/ Journal of the Balkan Tribological Association Vol. 28, No 6, 799–813 (2022) - Синтез настраиваемого регулятора основного контура адаптивной системы управления с одним входом и одним выходом/ Вестник НИА РК №3 (89), 2023.-с.46-56 - Синтез адаптера для объекта с одним входом и одним выходом градиенто-скоростным методом вектор-функции Ляпунова/ «Вестник Торайгыров университет» Вестник № 1, 2021. – с.58-68 - Reference model selection of the adaptive control system for an object with single-input and single-output / Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық университетінің Хабаршысы, «Физика-математика ғылымдары сериясы» №4 (76), 2021ж. -15-20 б. - m-кірісі және n-шығысы бар адаптивті басқару жүйесінің негізгі контурының реттелетін регуляторының синтезі/ҚарТУ «Университет ЕҢБЕКТЕРІ» Республикалық журналы №3(84), 2021.-286-288 б. Акт внедрения. Результаты, представленные в диссертационной работе, были экспериментально апробированы на газопоршневой электростанции мощностью 2500 кВт на месторождениях Юго-Западная Кызылкия Кызылординской области. По результатам апробации (испытания) подтверждена эффективность разработанного метода. Внедрение указанных результатов позволило улучшить устойчивости оборотов газопоршневых установок (генераторов) при коротких пусковых колебаниях в пределах 20-25% нагрузки, т. е. 0,12-0,15 Гц. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованных источников в количестве 103 и 2 приложений. Общий объем диссертационной работы составляет 98 страниц. В первом разделе описывается современное состояние адаптивных методов управления, приводятся краткий обзор известных подходов к синтезу адаптивных систем управления, постановка задачи синтеза безпоисковых адаптивных систем управления, геометрическая интерпретации теорем Ляпунова. Во втором разделе разрабатывается новый подход к синтезу линейных адаптивных систем управления - градиентно-скоростной метод вектор-функции Ляпунова. Проводится синтез адаптивной системы управления для линейного объекта с одним входом и одним выходом градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова. В третьем разделе проводится синтез адаптивной системы управления для линейного объекта с m-входами и n-выходами градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова. В четвертом разделе проводится практическая реализация синтеза адаптивных систем управления градиентно-скоростным методом вектор-функций Ляпунова на основе системы ориентации и стабилизации линейного космического летательного аппарата и результаты имитационного моделирования подтверждают работоспособность системы.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://youtu.be/xhgvF3tlJYM
