Автоматическое управление энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, доктор технических наук Солдатов, Виктор Владимирович

• Солдатов, Виктор Владимирович
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Солдатов, Виктор Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Особенности управления энергоёмкими и элеюротехнологическими процессами.

1.2. Математическое описание систем управления.

1.3. Анализ методов управления.

1.4. Выбор критериев управления.

1.5. Использование ограничений при оптимизации критериев управления.

1.6. Выводы.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Задачи многокритериального управления.

2.2. Задачи управления, использующие один критерий.

2.3. Выводы.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭНЕРГОЁМКИХ И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

3.1. Процессы локального обогрева теплиц и парников.

3.2. Процессы централизованного обогрева теплиц.

3.3. Влияние солнечной радиации на температуру воздуха в теплицах.

3.4. Процессы управления электроприводом.

3.5. Процессы обеззараживания почвы от семян сорняков с помощью СВЧ нагрева.ЮЗ

3.6. Тепловой баланс и КПД котлов тепличных комбинатов. 33.7. Выводы.

4. РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЛИНЕЙНЫМИ СИСТЕМАМИ С НЕПРЕРЫВНЫМ

ВРЕМЕНЕМ

4.1. Условия робастности односвязных стационарных систем.

4.2. Условия робастности многосвязных стационарных систем.

4.3. Оценка эффективности робастного управления стационарными системами.

4.4. Обобщение условий робастшста на случай систем с неполной обратной связью по состоянию.

4.5. Условия робастшсти комбинированных систем.

4.6. Выводы.

5. РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЛИНЕЙНЫМИ СИСТЕМАМИ С ДИСКРЕТНЫМ

ВРЕМЕНЕМ

5.1. Условия робастности односвязных систем.

5.2. Условия робастности многосвязных систем.

5.3. Оценка эффективности условий робастности дискретных систем.

5.4. Выводы.

6. РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫМИ СИСТЕМАМИ С НЕПРЕРЫВНЫМ

ВРЕМЕНЕМ

6.1. Условия робастности для систем со статическими нелинейными характеристиками.1В

6.2. Условия робастности дпя систем с нелинейной динамикой.

6.3. Оценка эффективности условий робастности нелинейных систем.

6.4. Выводы.

7. ПРИМЕНЕНИЕ УСЛОВИЙ РОБАСТНОСТИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЭНЕРГОЁМКИМИ

И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ АПК

7.1. Метод расчёта параметров настройки линейных аналоговых регуляторов.

7.2. Синтез корректирующих устройств, применяемых в системах комбинированного управления.

7.3. Синтез корректирующих устройств, подключённых к каналам передачи задающих воздействий.

7.4. Метод расчёта параметров настройки линейных цифровых регуляторов.

7.5. Выводы.

8. АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОЁМКИМИ И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕС

КИМИ ПРОЦЕССАМИ АПК

8.1. Адаптивное управление односвязными системами.

8.2. Адаптивное управление каскадными системами.

8.3. Адаптивное управление многосвязными системами.

8.4. Выводы.

9. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ РОБАСТПОГО И АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ В

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 9.1. Локальное управление по отклонению температурными режимами в сооружениях защищенного фунта.

-59.2. Комбинированное локальное управление температурными режимами в сооружениях защищенного грунта.

9.3. Централизованное управление обогревом тепличных комбинатов.

9.4. Управление нелинейным электроприводом.

9.5. Управление процессом предпосевной обработки почвы с помощью СВЧ нагрева.

9.6. Управление КПД котлов.

9.7. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматическое управление энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК»

Одной из особенностей сельскохозяйственного производства является большая рассредоточенность и низкая {по сравнению с промышленными центрами) плотность энергетических нагрузок. Поэтому применение электрической энергии позволяет значительно сократить затраты на транспортировку жидкого и твёрдого топлива.

Кроме того, электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства способствуют значительному повышению КПД энергетических установок и улучшают экологию окружающей среды. Техническое оборудование современных сельскохозяйственных предприятий характеризуется использованием достаточно сложных систем, в которых переплетаются многочисленные и разнообразные материальные, энергетические и информационные потоки, требующие координации, управления и регулирования с быстротой и точностью, недостижимыми дпя внимания и памяти человека, если он не использует автоматические приборы. Технологические процессы сельскохозяйственного производства, связанные с применением электроэнергии, наиболее просты дпя автоматизации, что открывает широкие перспективы, как дпя роста производительных сил, так и дпя повышения эффективности их использования. Резервы повышения эффективности особенно велики в случае энергоёмких технологических процессов АПК, связанных с обогревом парников, теплиц, животноводческих помещений и птичников.

К числу наиболее энергоёмких относится овощеводство защищенного фунта, в котором затраты на обофев в среднем составляют 40 - 60 % от себестоимости продукции [56, 36]. Так, например, превышение температуры воздуха в теплице всего на один фадус Цельсия сверх нормы в среднем приводит к перерасходу 100 тонн условного топпива за год при обогреве 1 га тепличной площади в Центральном районе России [155]. Поэтому повышение точности управления температурными режимами теплиц, обеспечивающее переход к нижнему пределу допустимого интервала температур, экономически чрезвычайно эффективно.

Кроме того, в случае централизованного теплоснабжения тепличного комбината от центральной котельной значительной экономии сжигаемого топлива можно добиться за счёт повышения КПД котлов. Как известно [52], эксппуата»4ионный КПД новых котлов нередко составляет всего 50 -55 %, несмотря на то, что их паспортный КПД достигает 90 %. Одним из основных факторов, определяющих экономичность процесса горения является коэффициент избытка воздуха, нагнетаемого в топку котла. Этот коэффициент равен отношению действительного объёма воздуха, нагнетаемого в топку, к теоретически необходимому)для полного сгорания топлива. При повышении его значения сверх оптимального увеличиваются потери тепла за счёт возрастания объёма дымовых газов, а при уменьшении - за счёт неполного сгорания топпива. Помимо этого при неполном сгорании топлива происходит образование сажи на стенках котлов, что также весьма способствует снижению их эксплуатационного КПД.

Разработка и внедрение систем управления подачей воздуха в топки котлов позволяет не только уменьшить энергозатраты, но и улучшить экологию окружаюf щей среды за счёт уменьшения содержания канцерогенов в дымовых газах, возникающих при неполном сгорании топлива.

При создании в животноводческих помещениях необходимых температурно-влажностных условий с помощью электротермических установок перерасход электрической энергии на отопление и вентиляцию вследствие неудовлетворительного качества управления достигает 10 -12%. Кроме того, это приводит к снижению продуктивности животных (до 15,5%) и перерасходу кормов (до 5%) [35].

Автоматизация управления режимами электро- и теплоснабжения снижает расходы электроэнергии и топлива на 5 - 15 % [73].

Повышение точности управления энергоёмкими и электротехнологическими процессами достигается не только при внедрении новых, более совершенных схем и технических средств управления, но и благодаря использованию более эффективных методов и алгоритмов управления, наиболее полно учитывающих особенности данных процессов. Причём вследствие бурного развития микропроцессорной техники появились практически неограниченные возможности для реализации самых разнообразных алгоритмов управления, а переход к интенсивным индустриальным технологиям привёл к тому, что затраты даже на относительно небольшое повышение точности управления становятся экономически оправданными. Поэтому особую значимость приобретают проблемы совершенствования самих методов управления технологическими процессами, что не требует существенных финансовых затрат, но в то же время обеспечивает заметную экономию энергии и других ресурсов, благодаря наиболее полному использованию возможностей уже существующих систем управления.

Следует отметать, что ввиду перехода России к рыночной экономике значимость проблемы энергосбережения будет постоянно возрастать.

Действительно, в работе [158] показано, что отечественное сельскохозяйственное производство в целом является интенсивным, причём энергопотребление возрастает опережающими темпами по сравнению с выпуском продукции.

В [158] также установлено, что на начальном этапе интенсификации эта закономерность имеет общий характер. Например, в Ятонии отношение содержащейся в сельскохозяйственной продукции энергии к энергии, затраченной на её производство, т.е. коэффициент энергетической эффективности, за период с 1958 г. по 1974 г. снизился с 1,27 до 0,38.

Однако по мере насыщения рынка товарами сельскохозяйственного производства в развитых капиталистических странах, вступивших на путь его интенсификации, усиливалась конкуренция между отдельными производителями, что вынуждало их искать и находить пути к снижению энергоёмкости продукции.

В этом аспекте представляют интерес статистические данные Организации экономического сотрудничества и развития (ОЗСР). По этим данным в промышпенно развитых странах, входящих, в ОЭСР, средние фактические затраты топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на производство 1 кал продуктов питания с 1975 г. по 1985 г. снизились с 0,19 до 0,16 мг условного топлива.

Несомненно, что в будущем тенденции к снижению удельных энергозатрат при выпуске сельскохозяйственной продукции должны проявить себя и в России, способствуя широкому практическому применению новых, более эффективных методов управления энергоёмкими и электротехнологическими процессами.

Различные методы управления технологическими процессами сельскохозяйственного производства представлены в работах отечественных и зарубежных учёных [1 -154]. Однако не решённой до конца остаётся проблема разработки методов управления, не утрачивающих своей эффективности в характерных для сельскохозяйственного производства условиях неопределённости: при недостатке информации о параметрах системы и их изменчивости, при недостатке информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и её отсутствии.

Кроме того, многосвязные системы управления нередко рассматриваются как совокупность ряда односвязных систем, параметры настройки которых предлагается рассчитывать на основе той или иной итерационной процедуры. Но такой подход требует значительных затрат времени и средств на получение информации о динамических характеристиках управляемых процессов, особенно при реализации адаптивных систем. Между тем многосвязность присуща многим технологическим процессам сельскохозяйственного производства, например, процессам тепло- и маесо-обмена {управление микроклиматом в различных сельскохозяйственных помещениях, сушка и др.).

Особенно сложной является проблема синтеза высокоточных систем управления, с объектами содержащих различного вида статические и динамические нели- 1 нейности, зачастую присущие характеристикам исполнительных элементов и некоторых узлов аппаратуры управления. К тому же её решение обычно дополнительно усложняется ввиду отсутствия информации о статистических характеристиках возмущений.

В неполной мере проработаны и вопросы синтеза корректирующих устройств, используемых для улучшения динамических характеристик системы в области высоких частот при наличии доступных непосредственному контролю возмущающих воздействий. Традиционные подходы к их решению, например, на основе теории инвариантности, в условиях сельскохозяйственного производства нередко приводят к физически нереализуемым устройствам.

Явно недостаточно также освещены вопросы выбора критериев эффективности управления применительно к энергоёмким и электротехнологическим процессам, вследствие чего критерии обычно выбираются на основе опыта и интуиции разработчиков автоматических систем, а это нередко приводит к значительным экономическим потерям.

Настоящая работа посвящена решению изложенных выше проблем, т.е. разработке методов управления энергоёмкими и электротехнологическими процессами АПК с учётом таких специфических свойств сельскохозяйственных объектов как пространственная распределенность параметров, многосвязность, неполная управляемость, наличие нелинейностей, дрейф параметров и весьма ограниченный объем информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий. Её результаты отражены в публикациях [155 -194] и использованы:

- при разработке и внедрении в производство микропроцессорной системы энергосберегающего адаптивного управления сжиганием газа в центральной котельной тепличного комбината совхоза «Белая дача» (Московская обл.);

- при разработке и внедрении в производство микропроцессорной системы энергосберегающего адаптивного управления мощностью водогрейных котлов по теплопотреблению теплиц в совхозе «Белая дача» (Московская обл.);

- при создании программного обеспечения для микроконтроллеров, разработанных Всероссийским НИИ сельскохозяйственного машиностроения (ОАО ВИСХОМ) для мобильной сельскохозяйственной техники;

- при разработке Всероссийским НИИ электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) проектного предложения по созданию макета энергосберегающей системы управления энергоемкими процессами сельскохозяйственного производства;

- при разработке Государственным всероссийским центральным научно-исследовательским институтом комплексной автоматизации (ЦНИИКА) математического обеспечения цифрового управления промышленными технологическими процессами;

- в учебном процессе Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ);

- в учебном процессе Московской государственной технологической академии (МГТА).

Основное содержание диссертационной работы представлено в девяти главах.

В первой главе анализируются литературные источники и рассматриваются различные особенности управления энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК. В результате установлено, что актуальна разработка методов, обеспечивающих высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик аддитивных возмущающих воздействий в широких пределах. Указанные методы и созданные на их основе системы управления получили название робастных (robust), что в буквальном переводе с английского означает крепких, сильных. Кроме того, ввиду разнородности сельскохозяйственных объектов робастные методы должны быть не только эффективными, но и достаточно универсальными, т.е. пригодными для систем односвязных и многосвязных, с сосредоточенными и распределенными параметрами, с управлением по отклонению и по возмущению, линейных и нелинейных, непрерывных и дискретных, подверженных действию стационарных и нестационарных возмущений.

Наряду с аддитивными возмущениями системы управления нередко подвергаются воздействиям мультипликативных возмущений, обусловленных непредсказуемым заранее дрейфом параметров объекта, например, при обогреве теплиц, когда рост объема зеленой массы начинает оказывать существенное влияние на динамику теплообмена, при загрязнении внешних и засолении внутренних поверхностей трубной системы котлов.

Для эффективного парирования мультипликативных возмущающих воздействий наиболее подходящими являются методы адаптивного управления, придающие системам способность приспосабливаться к изменяющимся условиям работы. Это достигается с помощью непрерывной или периодической перенастройки системы, выполняемой автоматически и позволяющей своевременно учесть изменения ее параметров, а значит избежать снижения качества управления.

Сформулированы требования к адаптивным системам, выполнение которых обеспечивает высокое качество управления энергоемкими и элекгротехнологиче-скими процессами АПК.

Рассматриваются также два основных метода анализа и синтеза систем управления, один из которых основан на использовании получившего широкое распространение аппарата передаточных функций и частотных характеристик, а другой базируется на методах пространства состояний, когда непрерывная система описывается дифференциальными уравнениями первого порядка, называемых уравнениями состояния.

Анализируется эффективность существующих методов управления, применимых при ограниченной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий. Рассматриваются также критерии управления и ограничения при их оптимизации. Сформулирована цель управления в виде требования минимальности экономических потерь, обусловленных нежелательными отклонениями контролируемых параметров управляемых сельскохозяйственных процессов от их заданных в соответствии с технологическими требованиями значений. В заключение главы даны выводы, определяющие конкретные задачи диссертации.

Во второй главе анализируются критерии, оптимизация которых гарантирует достижение цели управления. Показано, что в общем случае она достигается при одновременной минимизации модулей вероятностных моментов всех порядков. На этом основании сделан вывод, что задача оптимального управления энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК должна ставиться и решаться как задача многокритериальной оптимизации. Рассмотрен также ряд частных случаев, когда минимум экономических потерь при управлении технологическими процессами АПК обеспечивается благодаря минимизации математического ожидания квадрата ошибки.

Третья глава посвящена разработке математических моделей энергоёмких и электротехнологических процессов АПК. Получены аналитические выражения для передаточных функций каналов передачи управляющих и возмущающих воздействий для сооружений защищенного грунта. Разработано математическое описание теплиц и котлов как взаимосвязанных объектов управления при централизованном теплоснабжении тепличных комбинатов. Построена математическая модель системы управления скоростью вращения асинхронных электродвигателей. Выведены уравнения, с помощью которых можно минимизировать энергозатраты при уничтожении семян сорняков в период предпосевной обработки почвы посредством СВЧ нагрева. Установлена зависимость между температурами внутренней воздушной среды теплиц и температурой нагрева теплоносителя в водогрейных котлах центральной котельной тепличного комбината. На основе анализа теплового баланса получены аналитические выражения для КПД паровых и водогрейных котлов.

В четвертой главе получены условия робастности для непрерывных линейных односвязных и многосвязных систем в виде определённых требований к расположению на комплексной плоскости полюсов их передаточных функций. Показано, что применение этих условий позволяет обеспечить достижение многокритериального оптимума экономически обоснованных критериев управления при весьма ограниченной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий. Получено обобщение условий робастности на случай комбинированных систем, сочетающих управление по отклонению с управлением по возмущению, а также для объектов с неполной управляемостью. Установлено, что применение указанных условий являются чрезвычайно эффеюгивным при изменении статистических характеристик возмущений в весьма широких пределах.

В пятой главе условия робастности обобщаются на случай односвязных и многосвязных линейных цифровых систем. Установлены требования к расположению полюсов передаточных функций цифровых систем, выполнение которых обеспечивает корректное решение задачи многокритериальной оптимизации данных систем. Определены также границы диапазона частот оптимальной фильтрации возмущений.

Шестая глава посвящена выводу условий робастности для непрерывных нелинейных систем. Рассматриваются системы со статическими и динамическими нелинейностями. Установлено, что для систем со статическими нелинейностями при синтезе оптимальных регуляторов можно эффективно использовать достижения линейной теории. Для систем с динамическими нелинейностями разработан метод приведения уравнений состояния к некоторому каноническому нелинейному виду, что позволяет придать им робастные свойства и существенно упростить анализ данных систем. На основании такого анализа получены условия, при выполнении которых обеспечивается достижение многокритериального оптимума экономически обоснованных критериев.

В седьмой главе рассматривается применение условий робастности при расчёте параметров настройки аналоговых и цифровых систем управления. Разработаны методы расчёта параметров настройки аналоговых и цифровых систем. Разработаны методы синтеза корректирующих устройств для систем комбинированного управления на основе условий робастности, а также для улучшения качества переходных процессов, возникающих при действии возмущений на ошибку управления по каналу задания.

В восьмой главе на основе условий робастности разработаны методы адаптивного управления для односвязных, каскадных и многосвязных систем. Для коррекции параметров настройки используются непараметрические модели управляемых объектов, что обеспечивает широкую применимость разработанных методов. Для уменьшения нежелательного влияния возмущающих воздействий на достоверность получаемой информации о динамических характеристиках объекта предлагается применять метод активной идентификации объекта. Установлены требования к пробным сигналам, при выполнении которых повышается точность активной идентификации исследуемых объектов.

В девятой главе рассматривается применение разработанных методов для управления энергоёмкими и электротехнологическими процессами АПК. На основе математических моделей анализируется эффективность методов локального управления по отклонению и по возмущению температурой внутренней воздушной среды сооружений защищенного грунта, а также представлены разработки по реализации указанных методов на основе микропроцессорной техники. Разработан метод централизованного управления обогревом тепличных комбинатов, использование которого позволяет оптимизировать температуру нагрева теплоносителя. Рассматривается случай применения метода робастного нелинейного управления для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей, используемых в системах принудительной вентиляции животноводческих помещений. Дано описание алгоритмов управления процессами сжигания газа в топках паровых и водогрейных котлов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Метод синтеза устройств управления объектами со статическими и динамическими нелинейностями, обеспечивающих эффективное управление энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК при ограниченной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий.

-182. Методы расчета оптимальных параметров настройки аналоговых и цифровых устройств управления, применимые для линейных односвязных, каскадных и многосвязных систем при ограниченной информации о динамических характеристиках объектов и обеспечивающие выполнение условий робастности управления.

3. Метод синтеза корректирующих устройств, улучшающих показатели качества переходных процессов, возникающих в замкнутых линейных системах управления при изменениях сигнала задания.

4. Метод синтеза корректирующих устройств, улучшающих показатели качества переходных процессов, возникающих в комбинированных системах управления при действии на объект контролируемых возмущений.

5. Метод адаптивного управления на основе активной идентификации объектов без размыкания контуров управления, обеспечивающий выполнение условий робастности для односвязных, каскадных и многосвязных систем при наличии помех и ограниченной информации о динамических характеристиках объектов.

Совокупность сформулированных и обоснованных научных положений, а также результаты их внедрения представляют собой теоретическое обобщение и практическое решение актуальной научной проблемы по разработке научно-методических основ и методов синтеза устройств управления энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК при ограниченной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и динамических характеристиках управляемых объектов.

Диссертация выполнена на кафедре электрооборудования и автоматики Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ).

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Солдатов, Виктор Владимирович

9.7. Выводы по девятой главе

1. На основе математических моделей динамики процессов теплопередачи в сооружениях защищенного фунта выполнены исследования по определению эффективности различных законов управления локальным обофевом теплиц. На основании этих исследований было установлено, что наиболее высокие показатели качества управления указанными процессами обеспечиваются при использовании ПИД регулятора. Разработана микропроцессорная система локального управления обогревом сооружений защищенного грунта с использованием ПИД регуляторов.

2. Разработаны алгоритмы централизованного управления обогревом тепличных комбинатов, обеспечивающие выбор оптимальной температуры нагрева теплоносителя. На основе этих алгоритмов синтезирована соответствующая микропроцессорная система управления температурой нагрева теплоносителя в центральной котельной тепличного комбината.

3. На основании математических моделей динамик» процессов теплопередачи в сооружениях защищенного грунта определена оптимальная структура корректирующего устройства, используемого при комбинированном управлении локальным обогревом этих сооружений. Показано, что применение систем комбинированного управления позволяет резко повысить качество управления указанными процессами при наличии высокочастотных возмущэюицмх воздействий, обусловленных изменениями интенсивности солнечной радиации в условиях переменной облачности.

4. Получен закон управления нелинейным электроприводом, обеспечивающий оптимальное управление скоростью вращения асинхронных электродвигателей в широких пределах.

5. Разработан метод расчёта оптимальной скорости передвижения СВЧ облучателей при обеззараживании почвы от семян сорняков. При этом обеспечивается минимальный расход электроэнергии и гарантируется подавление жизнеспособности семян сорной растительности.

- 3506. Разработаны энергосберегающие методы управления подачей воздуха в топки паровых и водогрейных котлов на газовом топливе, в которых используются горелки вентиляторного типа. Дпя реализации этих методов разработаны устройства связи с объектом, предназначенные дпя измерения и линейного преобразования теплотехнических величин в электрические сигналы.

-350-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Высокоточное автоматическое управление энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК - актуальная задача настоящего этапа развития сельскохозяйственного производства. Существующие методы и средства автоматического управления энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК недостаточно совершенны и не в полной мере отвечают современным техническим и технологическим требованиям, предъявляемым к автоматическим системам.

2. В целях повышения точности автоматических систем разработаны эффективные методы робастного и адаптивного управления энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК. Использование этих методов обеспечивает высокое качество управления в таких характерных для сельскохозяйственного производства условиях, как недостаток информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и динамических характеристиках управляемых объектов. Показано, что область применения разработанных методов весьма обширна и распространяется на системы линейные и нелинейные, цифровые и аналоговые, односвязные и многосвязные, с распределенными и сосредоточенными параметрами, подверженные действию случайных возмущений с стационарными и нестационарными статистическими характеристиками, использующие принципы управления по отклонению и по возмущению.

3. Получены критерии управления, оптимизация которых обеспечивает минимум экономических потерь, обусловленных отклонением от технологических требований вследствие погрешностей управления. Установлено, что в качестве таких критериев следует использовать абсолютные величины статистических моментов ошибки управления всех порядков. Таким образом, задача управления должна ставиться и решаться как проблема многокритериальной оптимизации статистических критериев.

4. Для замкнутых линейных непрерывных и дискретных систем установлено, что существует такое оптимальное расположение полюсов их передаточных функций, при котором абсолютные величины статистических моментов ошибки управления одновременно стремятся к минимумам. Определены точные границы интервала частот оптимальной фильтрации возмущений для рассматриваемых систем при выполнении требований к расположению полюсов их передаточных функций. Установлено, что ширина этого интервала такова, что он охватывает почти всю область частот, в которой замкнутая система вообще способна подавлять возмущающие воздействия. Поэтому при оптимальном расположении полюсов статистические характеристики возмущающих воздействий могут изменяться в весьма широких пределах без ухудшения качества управления. Системы, обладающие такими свойствами, получили название робастных.

5. Исходя из установленных требований к расположению полюсов, были разработаны методы расчета оптимальных параметров настройки для замкнутых линейных непрерывных и дискретных систем. Эти методы применимы для одно-связных, каскадных и многосвязных систем, позволяют успешно настраивать системы с сосредоточенными и распределенными параметрами, эффективны при наличии возмущающих воздействий со стационарными и нестационарными статистическими характеристиками. Показано, что расчет параметров настройки многосвязных систем на основе требований к расположению их полюсов более предпочтителен, чем итерационные процедуры расчета, основанные на разделении многосвязной системы на ряд односвязных.

6. Решена задача синтеза робастных комбинированных систем. При этом установлено, что предложенный подход к проблеме не приводит к технически нереализуемым решениям. На основе математических моделей проанализирована целесообразность использования комбинированных систем для управления температурой внутренней воздушной среды в сооружениях защищенного грунта. В результате определена оптимальная структура корректирующих устройств, предназначенных для парирования высокочастотных возмущающих воздействий, обусловленных изменением интенсивности солнечной радиации в условиях переменной облачности. Показано, что переход от систем управления по отклонению к комбинированным позволяет уменьшить ошибку управления в 2,28 раза и благодаря этому сэкономить за год 56 тонн условного топлива в расчете на 1 га тепличной площади в Центральном районе России.

7. Предложен метод синтеза корректирующих устройств, повышающих качество переходных процессов, возникающих в замкнутых системах управления при изменениях сигнала задания. Результаты имитационного моделирования показали, что длительность переходных процессов и величина выброса при использовании корректирующих устройств уменьшаются в 10 раз.

8. Получены условия робастности нелинейных систем, включая системы с нелинейными статическими характеристиками и системы с нелинейной динамикой. Для систем с нелинейными статическими характеристиками разработана процедура синтеза устройств управления, позволяющая свести задачу оптимального управления к линейной. Для систем с нелинейной динамикой установлена каноническая форма для дифференциального уравнения замкнутой системы, используемая при синтезе нелинейных устройств управления. Установлено, что решение задачи синтеза на основе разработанного метода позволяет оптимизировать критерии управления при весьма ограниченной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий.

9. Показано, что использование канонического представления для указанного дифференциального уравнения позволяет успешно решить задачу управления скоростью вращения асинхронных электродвигателей, применяемых в системах принудительной вентиляции животноводческих помещений.

10. На основе робастных методов управления решена проблема адаптивной настройки устройств управления технологическими процессами сельскохозяйственного производства. Разработанные методы адаптации применимы к односвяз-ным, каскадным и многосвязным системам и основаны на использовании активной идентификации управляемых объектов с помощью пробных сигналов. Эти методы имеют широкую область применимости, поскольку не требуют детального математического описания динамики управляемого объекта, получение которого, как правило, сопряжено с большими трудностями, а то и вовсе не представляется возможным. Использование разработанных методов адаптивной настройки не требует размыкания контура управления, что позволяет корректировать установленные параметры настройки системы, не нарушая её работоспособности.

11. Построены математические модели для энергоемких и электротехнологических процессов АПК, включая модели с различными видами нелинейностей и с распределенными параметрами.

12. Разработан и внедрен метод энергосберегающего управления КПД паровых и водогрейных котлов. Его применение позволяет оптимизировать процессы сжигания газового топлива. При этом снижаются экономические потери, обусловленные недожогом топлива, напрасным расходом тепла при избытке воздуха в газовоздушной смеси, осаждением сажи на тепловоспринимающих поверхностях котлов, а также загрязнением окружающей среды канцерогенными веществами. Испытания микропроцессорной системы управления КПД котлов, проведенные в центральной котельной тепличного комбината совхоза «Белая дача» Московской области, показали, что КПД котлов в среднем возрастает на 5 %.

13. Разработан и внедрен метод энергосберегающего централизованного управления температурой нагрева воды в центральной котельной тепличного комбината. Использование данного метода позволяет уменьшить экономические потери, связанные с ухудшением качества продукции при охлаждении внутренней воздушной среды теплиц ниже установленной нормы и с перерасходом энергоресурсов при её перегреве. Испытания микропроцессорной системы адаптивного управления мощностью водогрейных котлов по теплопотреблению теплиц, проведенные в совхозе «Белая дача» Московской области показали, что экономия тепла составляет 10 . 20 % за счет согласования его производства с реально существующей потребностью.

14. Разработан метод оптимизации процесса предпосевной обработки почвы с помощью СВЧ нагрева. При оптимизации используется математическая модель, устанавливающая зависимость жизнеспособности залегающих в почве семян сорняков от температуры её нагрева с помощью электромагнитного СВЧ излучения. Применение данного метода позволяет минимизировать затраты электроэнергии при гарантированном обеззараживании почвы от семян сорной растительности.

15. Высокая эффективность разработанных методов подтверждена теоретически и экспериментально. Соответствующие исследования проводились как с применением имитационных математических моделей, так и на действующем оборудовании систем управления энергоемкими и электротехнологическими процессами АПК.

16. Развитое в диссертации направление исследований позволило создать единый подход к проблемам управления разнообразными технологическими процессами сельскохозяйственного производства и на его основе разработать методы решения актуальных прикладных задач.

17. Разносторонняя обоснованность, универсальность и успешная реализация развитых методов управления позволяет рекомендовать их к использованию

- Ш

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Солдатов, Виктор Владимирович, 2001 год

1. Кпешнин А. Ф. Растение и свет. Теория и практика светокультуры растений.- М.: Изд во АН СССР, 1954. - 456 с.

2. Апьская J1. И. Обоснование схемы включения терморегуляторов в злектро-парниках Н Мех. и элекф. соц. с. х. 1960. - № 5 - с. 53 - 56.

3. Зееман И. Климат геппиц и его регулирование. М.: Сельхозиздат, 1961. -- 126 с.

4. Чистович С. А. Автоматизация установок и систем теплоснабжения и отопления. М.: Стройиздат, 1964. -180 с.

5. Фомичев В. А. Автоматическое регулирование температуры воздуха в теп лице U Мех. и эпектр. соц. с. х. ~ 1964. № 6 - с. 25 - 26.

6. Федосеев А. Д. Двухпозиционное регулирование с импульсной связью Н Мех. и электр. соц. с. х. 1967. - № 5 - с. 47 - 49.

7. Брандт А. Б., Тагеева С. В. Оптические параметры растительных организмов. М.: Наука, 1967. - 301 с.

8. Кенхем А. Э. Электрификация теппиц / Перев. с англ., под ред. Л. Г. Прищепа. М.: Колос, 1967. - 224 с.

9. Леопольд А. Рост и развитие растений. М.: Мир, 1968. - 485 с.

10. Куртнер Д. А., Чудновскнй А. Ф. Расчет и регулирование теплового режима в открытом и защищенном фунте. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 299 с.

11. Фомичев В. А. Автоматическое регулирование температуры воздуха в зависимости от освещенности // Мех. и электр. соц. с. х. 1970. - № 11 - с. 27 - 31.

12. Кобыпянский Г. В. К вопросу об оптимальном регулировании температуры в теплицах if Бюллетень научно технической информации по афономической физике / Афофизический НИИ, N 14. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - с. 49 - 55.

13. Пчелкин Ю. Н. Система автоматического регулирования микроклимата в теплицах Я Мех. и электр. соц. с. х. -1972. № 6 - с. 40 - 41.

14. Котов Б. И. Исследование способов автоматического регулирования температуры в парниках с почвенным обофевом // Вопросы электрификации сельского хозяйства. Научн. тр. IУСХА. Вып. 49, т. 1. Киев, 1972. - с. 38 - 46.

15. Рослов Ю. А., Пивоваров Л. М., Белянин И. И. Автоматизация теплиц промышленного типа // Мех. и электр. соц. с. х. 1972. - № 9 - с. 27 - 29.

16. Мартыненко И. И., Котов Б. И. Компенсация внешних возмущений в системах автоматического регулирования температуры // Мех. и электр. соц. с. х. -1973.-- №9 с. 52-55.

17. Косцов Ю. П. Регулирование температуры в селекционных теплицах // Бюллетень научно технической информации по масличным культурам / Всесоюзный НИИ масличных культур. Вып. 2. - Краснодар, 1973. - с. 73 - 77.

18. Олейник В. С., Гайворонский Ю. П. Автоматизация теплиц с комбинированным обогревом И Мех. и электр. соц. с. х. 1974. - № 1 - с. 41 - 42.

19. Рослов Ю. А., Пивоваров Л. М., Елохмн Б. А. Совершенствование систем автоматизации блочных теплиц И Мех. и электр. соц. с. х. -1974. № 5 - с. 7 - 9.

20. Экспериментальный проект САР микроклимата в теплице / В. Э. Вагане, X. Г. Калпь, У. М. Лухти др. И Мех. и электр. соц. с. х. 1974. - № 5 - с. 11 -13.

21. Гавриченко А. И., Кпачков А. Н. Динамика температуры воздуха в блочной теплице при обогреве // Мех. и электр. соц. с. х. 1975. - № 4 - с. 10 -12.

22. Ляшенко М. Н., Сергеев М. М. Оптимизация температурного режима в теплицах И Мех. и электр. соц. с. х. 1976 -№7-с. 9-11.

23. Либберт Э. Физиология растений. М.: Мир, 1976. - 586 с.

24. Кпапвайк Д. Климат теплиц и управление ростом растений // Пер. с голл. и предисловие Д. О. Лебла. М.: Колос, 1976. - 128 с.

25. Автоматизация и электрификация защищенного фунта / Под ред. Л. Г. Прищепа. М.: Колос, 1976. - 320 с.

26. Бородин И. Ф., Кирилин Н. И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. М.: Колос, 1977. - 325 с.

27. Судаченко В. Н., Локалов В. Н. Автоматическая система электрообогрева грунта для пленочных теплиц Н Автоматизация технологических процессов возделывания овощных культур в защищенном фунте. Тр. / ВСХИЗО. Вып. 144. М., 1977. -с. 94 - 97.

28. Елохин Б. А., Пивоваров Л. М. Дискретно аналоговая система автоматического регулирования температуры воздуха в теплице !§ Мех. и электр. соц. с. х. -1978.- № 1 - с. 10 -11.

29. Иванов В. И. Выбор оптимальных режимов работы системы отоштенмя зимних блочных теплиц // Овощеводство защищенного фунта. Научн. тр. / НИИ овощного хозяйства МСХ РСФСР. Т. 8. М., 1978. - с. 120 - 126.

30. Беликов Ю. М., Стеценко Н. А. Регулирование температуры воздуха в теплицах с учетом естественной освещенности // Мех. и электр. с. х. -1979. № 12 с.7 8.

31. Михайленко И. М. Исследование регулирующего органа в системе стабилизации температуры в теплицах // Мех. и электр. соц. с. х. 1980. - № 1 - с. 11 -14.

32. Мусаев А. И., Али заде И. Б. Микроклимат в пленочных теплицах и его регулирование Н Развитие овощеводства в Азербавджане. Тематический сб. тр. / Аз. НИИ овощеводства. - Баку, 1980. - с. 173 - 180.

33. Гусейнов Н. И. Регулирование инфракрасного излучения в теплицах И Мех. и электр. с. х -1981.- №2-с. 11 12.

34. Зайцев А. М. Автоматическая система микроклимата для коровников // Мех. и элеюр. с. х. 1981. - № 2. - с. 16 -18.

35. Механизация и автоматизация работ в защищенном фунте //В. Н. Суда-ченко, В. А. Терпигорев, Г. Ф. Попов, Д. О. Лебл. Л.: Колос, Ленингр. отд- ние, 1982.-223 с.

36. Свентицкий И. И. Экологическая биоэнергетика растений и сельскохозяйственное производство. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1982. - 222 с.

37. Сторожев П. И., Гусаров В. П. Автоматическая корреляция температуры воздуха в теплице с облучением растений // Мех. и электр. с. х. 1982. - № 4 - с. 12 -14.

38. Свентицкий И. И. Биоэнергетика и продуктивность. М.: Знание, 1982. - 63с.

39. Миронов А. В. Автоматизированная система управления температурой -воздуха в теплице с самоконтролем Н Мех. и электр. с. х. 1983. - № 2 - с. 13.

40. Гончарук Н. С., Лебл Д. О. Новые направления в автоматизации микроклимата теплиц // Мех. и электр. с. х. -1983. № 2 - с. 7 - 8.

41. Холл Д., Рао К. Фотосинтез М.: Мир, 1983. - 132 с.

42. Молодцов И. И. и др. Состояние и перспективы развитая автоматизации регулирования параметров микроклимата в теплицах // Электрификация мобильных и стационарных процессов в растениеводстве. Научн. тр. / ВИЭСХ. Т. 64. М.: 1983. -с. 72-81.

43. Мартыненко И. И., Бадалян А. X., Степанян А. С. Управление микроклиматом теплиц// Мех. и электр. с. х. 1984. - №10 -с. 8-10.

44. Кирилин Н. И., Шаронова Т. В. Оптимизация алгоритма взаимосвязного регулирования температуры и влажности в теплотехнических установках // Мех. и эпектр. с. х. 1984. - № 8 - с. 46 - 55.

45. Кирилин Н. И. Расчет оптимального алгоритма САУ сельскохозяйственными технологическими процессами // Мех. и электр. с. х. -1984. № 8 - с. 46 - 55.

46. Беликов Ю. М. Автоматизация управления микроклиматом в тепличных комбинатах И Техника в с. х. -1984. № 1 - с. 26 - 29.

47. Гурвич Л. И. Адаптивная многоканальная САУ температурным режимом блока многопролетных теплиц // Автоматизация технологических процессов в полеводстве и овощеводстве. Научн. тр. //ЧИМЭСХ. Челябинск, 1984. - с. 80- 92.

48. Рысс А. А., Гурвич Л. И. Синтез оптимального управляющего устройства температурным режимом теплицы и Автоматизация технологических процессов в полеводстве и овощеводстве. Научн. тр. // ЧИМЭСХ. Челябинск, 1984. - с. 32 - 40.

49. Гурвич Л. И. Экспериментальные характеристики блочной теплицы как объекта регулирования температурного режима // Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства. Межвузовский сб. / РИСХМ. Ростов н/Д, 1984.-е. 31-37.

50. Го.пьдман В. Л., Кривицкая Ф. А. Эффективная эксплуатация котельных установок путь к сокращению энергозатрат // Энергосберегающие технологии всельскохозяйственном производстве. Сб. науч. тр. I ВИЭСХ. Т. 64. М., 1985. - с. 93 - 98.

51. Бирюпина Г. А., Ионова И. В. Изменчивость во времени теппопотерь зимних теплиц// Сооружения защищенного грунта и комплексы для хранения картофеля, овощей и плодов. Орел, 1985. - с. 76 - 82.

52. Кретов И. А. Технические средства обеспечения оптимального микроклимата в защищенном грунте // Плодоовощное хозяйство 1985. - № 2 - с. 19 - 22.

53. Бровцин В. Н., Хазанова С. Г. Моделирование автоматической системы регулирования температуры воздуха в теплицах // Мех. и электр. с. х. 1986. -- № 3 -с. 24 - 26.

54. Рысс А. А., Гурвич Л. И. Автоматическое управление температурным режимом в теплицах. М.: Агропромиздат, 1986. -126 с.

55. Изаков Ф. Я, Рысс А. А., Гурвич Л. И. Автоматическое регулирование мощности систем трубного обогрева теплиц // Мех. и электр. с. х. 1986. - № 3 - с.31 33.

56. Бородин И. Ф., Недапько Н. М. Автоматизация технологических процессов. М.: Агропромиздат, 1986. - 368 с.

57. Изаков Ф. Я, Рысс А. А., Гурвич Л. И. Математическая модель динамики трубных систем обогрева теплиц// Мех. и электр. с. х. 1986. - № 2 - с. 33 - 35.

58. Прищеп Л. Г., Базаров Е. И. Проблемы энергетики села // Мех. и электр. с. х. -1986. -№ 10 -с. 7-9.

59. Литновский Г. В., Озеров В. Г., Арутюнов Б. А., Подольский А. И. Устройство формирования температуры воздуха в теплицах // Мех. и электр. с. х. 1987. -№4-с. 29-31.

60. Михайпенко И. М., Сафина А. Н. Математические модели обогреваемых теплиц // Мех. и электр. с. х. -1987. № 4 - с. 26 - 28.

61. Малюгин А. В., Гарбуз В. М. Теплопотери зимних геплиц и оптимизация системы их отопления // Энергосберегающие сельскохозяйственные процессы и системы технических средств. Научн. тр. // ВИЭСХ. Т. 70. М.: 1988. - с. 116-126.

62. Гурвич Л. И. Автоматическое управление теплоснабжением тепличных комбинатов// Техника в с. х. 1988. - № 4 - с. 28 - 30.

63. Бастрон A.B., Кулаков H.B. Автоматическое управление подачей вентиляторов. Н Мех. и электр. с. х. -1995. № 5-6 - с. 17-19.

64. Бородин И.Ф. Электричество управляет растениями. И Мех. м электр. с. х. -1396. № 4 - с. 28 - 30.

65. Бородин И.Ф. Проблемы развития автоматизации сельского хозяйства. // Мех. и электр. с. х. -1996. № 5 - с. 2 - 4.

66. Грудинин B.C., Сбоев В.М. Микропроцессорное управление микроклиматом ангарных теплиц // Мех. и электр. с. х. 1997. - № 1 - с. 11 -12.

67. Вендин С.В. Высокочастотный нагрев в технологиях обработки семян зерновых. И Техника в с. х. 1994. - №3 - с. 18 -19.I

68. Кузнецов С.Г. Действие СВЧ импульсов на микроорганизмы. // Техника в с. х. -• 1994. № 3 - с. 19-20.

69. Вендин С.В. Интегральная оценка температурного действия СВЧ обработки семян. // Техника в с. х. 1995. - № 3 - с. 31 - 32.

70. Коломиец А.П., Шавров A.B. Управление температурным режимом теплиц. // Техника в с. х. -1995. № 5 - с. 31.

71. Коршунов А.П. Роль автоматизации в экономике сельского производства. //Техника в с. х. 1997. - № 1 - с. 5- 8.

72. Кузнецов С.Г. Электромагнитная неустойчивость биологических систем под действием радиоволн. // Техника в с. х. -1997. № 2 - с. 30 - 33.

73. Кузнецов С.Г. Об эффекте электромагнитной неустойчивости биосистем. И Техника в с. х. 1997. - № 3- с. 16-18.

74. Мусин А.М. Об использовании регулируемого асинхронного двигателя в дозаторах кормов. // Техника в с. х. 1997. - № б - с. 10-12.

75. Мусин А.М., Зайцев А.М. Системы технических средств автоматизации тепловых процессов в животноводстве Я Науч. тр. / ВИЭСХ. 1988. - г.70: Энергосберегающие сельскохозяйственные тепловые процессы и системы технических средств. - с. 23 - 32.

76. Сломим ILM., Рысс A.A. Автоматическое управление микроклиматом в коровнике // Мех. и электр. соц. с. х. 1970. - № 7 - с. 17 - 21.

77. Славин Р. М. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве. Ш.: Колос, 1974. - 463 с.

78. Чернышёв В. О. АСУ ТП в промышленном животноводстве. М.: Рос-сепьхозиздат. - 1984. -189 с.

79. Харитонович М. В. Снижение энергоёмкости систем микроклимата животноводческих помещений. // Техника в с. х. 1994. - № 2 - с. 17 - 20.

80. Щипанов Г. В. Теория и методы проектирования авгошшческих регуляторов //Автоматика и телемеханика. 1939. - т. IV. - № 1.

81. Честнат Г., Майер Р. В. Проектирование и расчёт следящих систем и систем регулирования. Ч. 1. / Пер. с англ. под ред. А. В. Фатеева. М.; Л.: Государственное энергетическое издательство. -1959. - 487 с.

82. Лейтон Дж Некоторые соображения по улучшению работы сервосистем, содержащих электромашинные усилители // Автома гическое регулирование : Материалы конференции в Крэнфнпде, 1951. М. Изд - во иностр. лит., 1954. - с. 85 -97.

83. Калман Р. Е. Об общей теории систем управления // Труды I конгресса ИФАК. Т. 2.-М.: Изд во АН СССР, 1961- с. 521 - 547.

84. Рогач В. Я Расчёт настройки промышленных систем регулирования. М.; Л.: Гоеэнергоиздат. - 1961. - 344 с.

85. Ордынцев В. М., Жашкова Т. И., Земляков Н. М. Определение оптимальных параметров автоматических систем математическим моделированием (метод прямоугольной сетки) Я Гр. ЦНИИКА. 1963. - Вып. 6. - с. 105 - 120.

86. Рогач В. Я Импульсные системы автоматического регулирования. М.; Л.: Энергия, 1964. - 224 с.

87. Ордынцев В. М. Математическое описание объектов автоматизации. М.: Машиностроение, 1965. - 360 с.

88. Балакирев В. С., Дудников Е. Г., Цирлин А. М. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. т.: Энергия, 1967.-226 с.

89. Красовский Н. Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1968. - 4761. С

90. Самонастраивающиеся системы. Справочник / Под ред. П. И. Чинаева. -Киев: Наук, дум., 1969. 528 с.

91. Александров А. Г. Частотные свойства оптимальных линейных систем управления // Автоматика и телемеханика. 1969. - № 9. - с. 176 - 182.

92. Волгин В. В., Каримов Р. Н., Корецкий А. С. Учет реальных возмущающих воздействий и выбор критериев качества регулирования при сравнительной оценке качества регулирования тепловых процессов Н Теплоэнергетика. 1970. - № 3 - с.25 30.

93. Основы технической кибернетики / Р. А. Сапожников, П. Н. Матвеев. Б. П. Родин, Н. А. Филадельфина. М.: Высшая школа, 1970. - 464 с.

94. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Т. 1. М.: Мир, 1971.-316 с.

95. Стефани Е. П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. М.: Энергия, 1972. - 376 с.

96. Бесекерский В. А., Попов Е. Г1. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972. - 768 с.

97. Корецкий А. С., Остер Миллер Ю. Р. Экономический критерий качества регулирования И Теплоэнергетика. - 1973. - № 4 - с. 28 - 31.

98. Волгин В. В., Каримов Р. Н. Некоторые свойства амплитудно-частотных характеристик линейных систем автоматическог о регулирования при случайных воз действиях И Изв. вузов. Сер. электромех. 1973. - № 2. - с. 197 - 205.

99. Волгин В. В., Якимов В. Я К вопросу выбора запаса устойчивости в системах автоматического регулирования тепловых процессов // Теплоэнергетика.1972. №4.-с. 76-78.

100. Ротач В. Я Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М.: Энергия, 1973. - 440 с.

101. Александровский Н. М., Егоров С. В., Кузин Р. Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами. М.: Энергия,1973. 280 с.

102. Красовский А. А. Системы автоматизированного управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука, 1974. - 558 с.

103. Цыпкин Я 3. Релейные автоматические системы. М.: Наука, 1974. - 576с.

104. Андреев Ю. Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука,1976. - 424 с.

105. Кузовков Н. Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. м.: Машиностроение, 1976. - 184 с.

106. Баркин А. И. Геометрический критерий качества одного класса папиной ных систем // Автоматика и телемеханика. 1977. - № 7. - с. 5 - 8.

107. Квакернаак X., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. -М.: Мир, 1977. 650 с.

108. Красовский А. А., Буков В. Н., Шендрик В. С. Универсальные алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами. М.: Наука, 1977. - 272 с.

109. Ротач В. Я, Шавров А. В., Бутырев В. П. Синтез алгоритмов машинного расчёта оптимальных параметров систем регулирования // Теплоэнергетика. 1977. -№ 12. -с. 76-79.

110. Волгин В. В., Каримов Р. Н. Оценка корреляционных функций в промышленных системах управления. М.: Энергия, 1979. - 80 с.

111. Андреев Н. И. Теория статистически оптимальных систем управления. -М.: Наука, 1980. -416 с.

112. Росин М. Ф., Булыгин В. С. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления. М.: Машиностроение, 1981.-312 с.

113. Шавров А. В. Современные методы адаптации // Межотраслевые вопросы науки и техники. Обзорная информация. Вып. 5. М.ГОС1ЛНТИ, 1981. - 36 с.

114. Ермаченко А. И. Методы синтеза линейных систем управления низкой чувствительности. М.: Радио и связь, 1981. -104 с.

115. Мелкумян Д. О. Анализ систем методом логарифмической производной. -М.: Энергоиздат, 1981. -112 с.

116. Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана ~ Бьюси. Детерминированное наблюдение и стохастическая фильтрация : Пер. с нем. И Под ред. И. Е. Казакова. -М.: Наука, 1982. 2QQ с.

117. Баркин А. И. Оценки качества нелинейных систем регулирования. -• М.: Наука, 1982. 256 с.

118. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. -Ш.: Наука, 1983. 340 с.

119. Бесекерекий В. А., Небыпов А. В. Робастные системы автоматического управления. М.: Наука, 1983. - 240 с.

120. Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. // Под ред. И.М. Макарова. М.: Мир, 1984. - 541 с.

121. Бычков Ю. А. Численный расчёт нелинейных регуляторов. Л.: Энерго-атомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984, - 96 с.

122. Ротач В. Я Теория автоматического управления теплоэнергетический® процессами. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 296 с.

123. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. - 448 с.

124. Бесекерский В. А., Изранцев В. В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. М.: Наука, 1987. -320 с.

125. Острей К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ / Пер. С англ. под ред. С.П. Чеботарёва. М.: Мир, 1987. - 480 с.

126. Попов Е. П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1988. - 256 с.

127. Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высш. шк., 1989. - 263 с.

128. Попов Е. П. Теория линейных систем автоматического регулирования ш управления. М.: Наука, 1989. - 304 с.

129. Gough M. С. Remote measurement of moisture content in bulk grain using an air extraction method ft Journal of Agricultural Engineering Research. 1976. № 21. - P.217.219.

130. Bruce J. M., Clark J. J. Models of heat production and critical temperature for growing pigs // Animal Production. 1979. - № 28. - P. 353 - 359.

131. Hoetman J. В., Lachariah G. L. Computer controls for grain driers // Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. 1969. - m 12. - P. 433 - 437.

132. Schrader D. H., Mc Nelis D. D. Microwave Irradiation of Plant Roots in soil. -J. of Microwave Power. 1975. - vol. -10, № 1. - p. 77 - 91.

133. Arize E. A., Schoenau G. J., Besant R. W. Experimental and computer per formance evaluation of a movable thermal insulation for energy conservation in green houses if J. agr. engg. Res. 1986. - vol. 34, № 2. - p. 97 -113.

134. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969. - 488 с.

135. Чиликин М. Г., Сандпер А. С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. WL: Энергоиздат, 1981. - 576 с.

136. Кпючев В. И. Теория электропривода: Учебник для вузов. М.: Энерго-атомиздат, 1985. - 560 с.

137. Уткин В. И., Орлов Ю. В. Теория бесконечномерных систем управления на скользящих режимах. М.: Наука, 1990. -133 с.

138. Интегралы и ряды / А. П. Прудников, Ю. А. Брычков, О. И. Маричев.1. М.: Наука, 1981. 800 с.

139. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. М.: Мир, 1982. - 428 с.

140. Хоменкж В. В. Элементы теории многокритериальной оптимизации. М.: Наука, 1983. - 124 с.

141. Лихтенберг А., Либерман М. Регулярная и стохастическая динамика: Пер. с англ. // Под ред. Чирикова Б. В. М.: Мир, 1984. - 528 с.

142. Гипмор Р. Прикладная теория катастроф: В 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. И Под ред. Гупало Ю.П., Пионтковского A.A. У.: Мир, 1984. - 350 с.

143. Гилмор Р. Прикладная теория катастроф: В 2-х книгах. Кн. 2. Пер. с англ. // Под ред. Гупало Ю.П., Пионтковского A.A. М.: Мир, 1984. - 285 с.

144. Томпсон Дж М. Т. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 254 с.

145. Арнольд В. И. Теория катастроф. М.: Наука, 199Q. - 128 с.

146. Справочник эксплуатационника газовых котельных / Под ред. Е. Б. Столпиера. Л. : Недра, 1976. - 528 с.

147. Справочник по автоматизации котельных/Л. М. Файерштейн, Л. С. Этан-, ген, Г. Г. Гохбойм; Под ред. Л. М. Файерштейна. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 296с.

148. Парогенераторы / А. П. Ковалев, Н. С. Лелеев, Т. В. Вменений; Под общ. ред. А. П. Ковалева. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 376 с.

149. Сравнительные показатели расхода топлива в тепличном хозяйстве СССР и за рубежом i Информационный материал. М.: ВНИИТЭИСХ, 1986.

150. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности /А. В. Шавров, В. В. Солдатов. М.: Машиностроение. -1990. - 160 с.

151. Солдатов В. В. Комбинированное управление обогревом теплиц // Энергосберегающие технологии в сельском хозяйстве. Научн. тр. / ВИЭСХ. Т. 81. М., 1994. с. 121 -135.

152. Солдатов В. В. Долгосрочное прогнозирование энергопотребления It Вестник сельскохозяйственной наукн-1991- № 9 с.150 - 155.- зт

153. Солдатов В. В. Адаптивное аналоговое управление, обогревом теплиц 1/ Вестник сельскохозяйственной наукм.--1992.~ № 2 с.97 - 105.

154. Солдатов В. В., Зайцев А. М. Энергосберегающее управление котлам с помощью микрокалькулятора // Вестник сельскохозяйственной науки. -1990. № 5. -с. 125 129.

155. Солдатов В. В. Централизованное управление теплоснабжением теплиц // Научно технический бюллетень по электр. с. х. /ВИЭСХ. Вып. 2 ( 65 ). - М., 1989. - с. 20 - 26.

156. Солдатов В. В. Микропроцессорная система оптимизации горения газа // Электротехнологии в сельскохозяйственном производстве. Научн. тр. / ВИЭСХ. Т. 73.-М., 1989. с. 95-101.

157. Солдатов В. В. Критерии надежности и экономической эффективности управления технологическими процессами // Повышение надежности электрооборудования в сельском хозяйстве. Тр. / ВСХИЗО. М., 1987. - с. 48 - 59.

158. Солдатов В. В., Зайцев А. М. Энергосберегающая система управления котлами//Научно технический бюллетень по электр. с. х. / ВИЭСХ. Вып. 1 ( 64 ). -М., 1989. -с. 69 - 74.

159. Расстригин В. Н., Зайцев А. М., Шавров А. В., Солдатов В. В. Микропроцессорные системы управления электротепловыми процессами // Научн. тр. /ВИЭСХ. Т. 67. М., 1937. - с. 53 - 60.

160. Зайцев А. М.,Шавров А. В., Солдатов В. В., Жильцов В. И. Многокритериальный синтез систем управления тепловыми процессами. Научн. тр. / ВИЭСХ. Т. 60. -- М., 1984. с. 21 - 36.

161. Зайцев А. М., Шавров А. В., Солдатов В. В. Параметрическая оптимизация автоматических систем управления микроклиматом // Научн. тр. / ВИЭСХ. ». ей ~М., 1987. -с. 115-127.

162. Мурадов В. П., Солдатов В. В. Выбор и обоснование критериев управления обогревом сельскохозяйственных предприятий // Научно-технический бюллетень по электр. с. х. /ВИЭСХ. Вып. 1 (66). М„ 1990. с. 34 - 41.

163. Солдатов В. В. Энергосберегающее управление обогревом теплиц И Математические модели, средс тва вычислительной техники в электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства. Сб. научн. тр. / ВСХИЗО. М., 1990. - с. 88 - 103.

164. Солдатов В. В., Шавров А. В. Оптимизация фильтрующих свойств и их параметрической чувствительное™ с обеспечением заданного демпфирования автоматических систем регулирования. Вып. 7. М.: ГОСИНТИ, 1981. - 4 с.

165. Солдатов В. В., Шавров А. В. Многокритериальная оптимимизация автоматических систем // Идентификация и управление технологическими процессами. Сб. научн. тр. / ЦНИИКА. М.: Энергоатомиздат, 1982. - с. 13 -18.

166. Шавров Л. В., Солдатов В. В. Общие вопросы теории инвариантных систем адаптивного управления // Тезисы докладов и сообщений Всесоюзной конференции " Теория адаптивных систем ш ее применения " •■ М. J1.: АН СССР, 1983. - с. 23 - 24.

167. Шавров А. В., Солдагов В. В. Идентификация и управление сложными энергетическими объектами // Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции по планированию и автоматизации эксперимента в научных исследованиях. М.: МЭИ, (983. - с. 22 - 24.

168. Шавров А. В., Солдагов В. В. Многокритериальный оптимум многомерных систем управления // Приборы и устройства систем автоматического управления. Сб. № 12.- М.: МГП КТО НИИП и МЭИ, 1984. с. 19 - 20.

169. Солдатов В. В., Шавров А. В. Многокритериальный синтез систем управления при неполной информации о статистике воздействий // Приборы и устройства систем автоматического управления. Сб. № 12. М.: МГП НТО НИИП и МЭИ, 1984. -с. 21 - 23.

170. Зайцев А. М., Шавров А. В., Солдатов В. В. Многокритериальным синтез систем управления тепловыми процессами // Комплексная электрификация тепловых процессов в сельскохозяйственном производстве. Научн. тр. i ВИЭСХ. Т. 60. М.,1984. с. 21 36.

171. Шавров А. В., Солдатов В. В. Многокритериальная оптимизация стационарных систем в условиях статистической неопределенности М Мех. и электр. с. х. -1986, № 12-с. 11 - 16.

172. Шавров А. В., Солдатов В. В. Многокритериальная оптимизация стационарных систем с запаздыванием в условиях статистической неопределенности .//Мех. и электр. с. Х.-1987. № 1 - с. 49 - 52.- m

173. Зайцев A. M., Солдатов В. В. Методические положения по расчету настройки типовых систем регулирования тепловых процессов с применением микропроцессорной техники. М.: ВИЭСХ, 1989. - 62 с.

174. Применение микропроцессорной техники как средства оптимизации технологических процессов / В. В. Солдатов, А. В. Шавров, В. И. Жильцов, А. М. Зай цев //Мех. и электр. с. х- 1984.- № 10-с. 3-6.

175. Ротач В. Я, Кузищин В. Ф., Солдатов В. В. Учет чувствительности систем регулирования при расчете оптимальных параметров настройки И Теплоэнергетика. 1983.-№ 10 - с. 15-19.

176. Шавров А. В., Солдатов В. В. О книге "Автоматизация настройки систем управления" // Приборы и системы управления. -1986. № 5. - с. 46.

177. Солдатов В. В. Оптимальное управление в нелинейных системах АПК И РГАЗУ агропромышленному комплексу. Сб. научн. тр. / РГАЗУ. - М., 1998. - с. 169 - 170.

178. Солдатов В. В. Цифровое управление технологическими процессами АПК // РГАЗУ агропромышленному комплексу. Сб. научн. тр. / РГАЗУ. - М., 1998. - с. 172-173.

179. Алгоритмы и машинные программы для оптимального управления тепловыми процессами: Отчёт о НИР (заключительный) / Госагропром СССР, ВСХИЗО. -тема 87-39; № ГР01870040411. Балашиха, 1987. - 25 с.

180. Доказательство достаточности теоремы 4.1. Поскольку характеристическое уравнение замкнутой системы {1.44) имеет вещественные коэффициента, то все его корни вещественные, либо комплексно сопряженные.

181. Рассмотрим вначале случай когда все корня 5., к « 1,.« уравнения (1.44) явкляются вещественными. Тогда в силу ограничения (1.45) система устойчива и поэтому выполняются неравенства$к <0, к = (Ш.1)

182. Воспользуемся известным неравенством между средним геометрическим и средним арифметическим1. П1.2)

183. Принимая во внимание (4.2В) и (П1.2), получима <а**чи )

184. С учётом неравенств (П1.1) неравенство (П1.3) принимает видчя1. V п )

185. Подставив в неравенство (П1.4) выражение (4.30), получим„ < (1 и па

186. Исходя из <П1.5) и принимая во внимание неравенство (4.29), имеема<а1. О и* ап-1пг и п1. П1.6)

187. Таким образом, как это видно из неравенства (П1.6), величина а й офаничена сверху, причём неравенство (П1.6) превращается в равенство лишь в том случае, еслия.