Введение
1. Анализ проблемы автоматизации управления динамическими объектами речных судов 13
1.1. Современное состояние проблемы автоматизации и управления судовыми динамическими объектами и ее место в Стратегии развития внутреннего водного транспорта Российской Федерации до 2030 года 13
1.2. Пути совершенствования и развития энергоэффективных технологий автоматизации и управления судовыми динамическими системами на основе принципов научного программирования и методов исследования операций 25
1.3. Современное состояние и развитие численных методов моделирования и оптимизации динамических объектов речных судов 33
1.4. Теоретические основы моделирования, автоматизации и управления динамическими объектами речных судов, определенные стратегией развития ВВТ 38
1.5. Проблемы построения математических моделей и применения численных методов оптимизации динамических объектов речных судов в нелинейных задачах энергоэффективного управления 48
1.6. Цели и задачи исследования 62
2. Теоретические основы параметрической оценки, автоматизации и управления судовыми динамическими объектами речных судов с использованием численных методов и алгоритмов 64
2.1. Теоретические основы оценки параметров моделей систем управле ния с использованием компьютерных вычислительных сред.. 64
2.2. Оценка параметров моделей на основе ортогональных преобразований 74
2.3. Модель и алгоритм параметрической оценки элементов матрицы преобразования координат при управлении грузовыми системами судна (на примере грузового робота-манипулятора) 82
2.4. Параметрическая идентификация моделей судна на базе сплайнов 88
2.5. Оценка параметров моделей автоматизированных систем в условиях ограничений (на примере модели расходной характеристики судна).. 94
2.6. Результаты исследований и выводы по главе 2 100
3. Модели и алгоритмы автоматизации и управления динамическими объектами речных судов в квазистационарных режимах 102
3.1. Сплайн-метод управления расходом топлива на речных судах 102
3.2. Модель экономичных режимов движения речного судна в условиях ограничений на основе алгоритма открытого поиска 112
3.3. Математическая модель и алгоритм экономии энергоресурсов в системе энергообеспечения динамических объектов речных судов.. 122
3.4. Моделирование и оптимизация стационарных режимов в судовых энергетических и гидравлических сетях на основе принципа наименьшего действия 127
3.5. Результаты исследований и выводы по главе 3 139
4. Разработка моделей и алгоритмов динамической оптимизации, автоматизации и управления технологическими процессами на речных судах 141
4.1. Модель и алгоритм энергоэффективного автоуправления курсом судна с учетом вариантов и динамики входных воздействий 141
4.2. Алгоритм принятия оптимальных решений при управлении динамическими объектами с применением матрицы Крылова 151
4.3. Модель и алгоритм оптимального управления судовым динамическим объектом на основе теории неравенств 163
4.4. Разработка модели и алгоритма параметрической настройки ПИД регуляторов при управлении судовым дизелем 171
4.5. Результаты исследований и выводы по главе 4 183
5. Автоматизация управления технологическими процессами и судовы ми динамическими системами на основе математических датчиков информации и корректирующих данных наблюдателей и оценивате лей 184
5.1. Постановка задачи синтеза наблюдателя на основе фильтра Калмана для системы управления судовым динамическим объектом 184
5.2. Разработка алгоритма оптимального оценивателя в системе управле ния судовым динамическим объектом 190
5.3. Разработка алгоритма синтеза оптимальной (по быстродействию) си стемы управления с использованием ленточных матриц 196
5.4. Разработка функционала синтеза наблюдателя для автоматизирован ного управления курсом судна по спектру матриц замкнутой системы 29
5.5. Алгоритм функционирования наблюдателя полного порядка системы автоматизированного управления курсом судна для оценки возму щений и шумов измерений 224
5.6. Алгоритм функционирования наблюдателя пониженного порядка си стемы автоматизированного управления курсом судна для оценки возмущений и шумов измерений 231
5.7. Предиктивное апериодическое управление динамическими объектами с использованием математического программирования 239
5.8. Результаты исследований и выводы по главе 5 249
Заключение 251
Список литературы
