Анотація до роботи:

Гуль А.І. Параметрична оптимізація багатократно інтегруючих електромеханічних систем з критерію максимальної добротності та запасу стійкості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи.

– Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2004.

Розвинено теорію оптимального балансу добротності й запасу стійкості багатократно інтегруючих систем і розроблені нові методи їхньої параметричної оптимізації за комплексним критерієм максимальної добротності й запасу стійкості, гранично поліпшуючий баланс конфліктуючих показників якості керування й спрощуючий їхню реалізацію. Розроблено комп’ютерну технологію повністю автоматизованої побудови діаграм якості керування з областями підвищеної добротності й запасу стійкості і перетинаючою її лінією максимальної добротності й запасу стійкості. Визначено резерви поліпшення динамічної точності й основних показників якості керування стандартних передатних функцій з астатизмом другого й третього порядку, а також традиційно настроєних безперервних і дискретних СПР одномасового й двомассового електропривода з ПІ- ПІ²- і ПІД-регуляторами швидкості й положення, спостерігачами стану й комбінованим керуванням, у тому числі й багатозв’язних по навантаженню загальним технологічним об’єктом керування або багатоканальною ітераційною структурою керування.

У дисертаційній роботі на основі розв’язання мінімаксних завдань у частотній і часовій області розвинена теорія оптимального балансу добротності і запасу стійкості багатократно інтегруючих систем і розроблені нові методи їхньої параметричної оптимізації за вперше запропонованому комплексному критерію максимальної добротності і запасу стійкості, гранично поліпшуючий баланс цих конфліктуючих показників і та спрощуючий їхню реалізацію. Методи засновані на комп’ютерній технології автоматизованого моделювання, для чого створено більше десяти пакетів прикладних програм. На їхній основі визначені резерви поліпшення динамічної точності і основних показників якості керування стандартних передатних функцій систем з астатизмом другого і третього порядку, а також традиційно настроєного безперервного і дискретних СПР електропривода з одномасовою і двомасовою кінематикою, з ПІ- ПІ²- і ПІД-регуляторами швидкості і положення, спостерігачами стану і комбінованим керуванням, у тому числі і багатозв’язних по навантаженню загальним технологічним об'єктом керування або багатоканальною ітераційною структурою керування.

Отримані в дисертації результати в сукупності становлять істотний внесок у розв’язання проблеми поліпшення динамічних показників багатократно інтегруючих систем підлеглого регулювання електроприводів постійного і змінного струму як з аналоговими, так і дискретними регуляторами.

1. Визначено оптимальний баланс добротності і запасу стійкості багатократно інтегруючих систем і розроблена комп’ютерна технологія повністю автоматизованої побудови їхніх діаграм якості керування з областями ПДС і перетинаючою її лінією МДС.

2. Розроблено методики кількісної оцінки резервів підвищення якості керування настроєних не по лінії МДС складних ЕМС із двократно і трикратно інтегруючими контурами по характерних точках їхньої області ПДС на діаграмі якості керування.

3. Виконано порівняльний аналіз комплексних критеріїв якості керування по відповідних лініях параметричної оптимізації на діаграмах і обґрунтована оптимальність мінімаксного критерію мінімуму показника коливальності при заданій добротності в частотній і часовій області.

4. Розроблено на основі оптимального балансу методики підвищення якості керування і спрощення настроювання багатоконтурних і багатогоканальних СПР.

5. Розроблено методи поліпшення якості керування багатократно інтегруючих СПР при істотному впливі нелінійностей.

6. Враховано вплив дискретності цифрових регуляторів на лінію МДС.

7. Розроблено мінімаксні методи демпфірування астатичним регулятором коливань багатомасових СПР.

8. Розроблено нормовані на основі запропонованого комплексного критерію якості керування передатні функції і ЛАЧХ у якості бажаних для синтезу систем СЕП з астатизмом другого і третього порядку підвищеної якості керування.

9. Створено пакет програм автоматизованого моделювання і параметричної оптимізації по розроблених комплексних критеріях якості керування безперервної і дискретних ЕМС великої складності в часовій і частотній області.

Практичне значення отриманих наукових результатів полягає в скороченні термінів проектування і настроювання з підвищеною точністю СПР складних електроприводів, які модернізуються та знов створюються, а також у підвищенні їхньої якості керування ціною незначних затрат. Вони можуть бути використані при створенні і реконструкції ЕМС керування технологічними об’єктами в тому числі систем автоматичного регулювання товщини прокатної металевої смуги, електроприводів подач верстатів із числовим програмним керуванням, роботів і папероробних машин, систем точного позиціювання високошвидкісних ліфтів, багатоканальних систем спостереження і наведення в астрономічних телескопах.

Публікації автора:

1. Многократноинтегрирующие системы управления /В.Б. Клепиков, Б.И. Кузнецов, И.Н. Богаенко, А.И. Гуль, Г.Г. Грабовский, Н.О. Рюмшин, А.А. Самецкий, С.Н. Шавловский. – К.: НВК «КIА», 1998. – 244 с.

Здобувачу належить постановка та розв’язання задач параметричної оптимізації дискретних двократно та трикратно інтегруючих систем підпорядкованого регулювання одномасового електропривода на мінімум показників коливальності при заданій добротності по комплексним передавальним функціям та оптимальне розв’язання їх багатозв’язних за навантаженням каналів по критерію мінімальної складності фізично реалізованих перехресних компенсуючих зв’язків.

2. Богданова Н.В., Гуль А.И., Зарифа Б.С. Параметрическая оптимизация двукратноинтегрирующей системы подчиненного регулирования электропривода с упругим механическим звеном // Вестник Харьковского политехнического института. Сер. «Электромашиностроение и автоматизация промышленных предприятий». – Харьков: ХПИ. – 1992. – Вып. 17. – С. 91–94.

Здобувачу належить постановка задач параметричної оптимізації аналогових систем підпорядкованого регулювання двомасового електропривода з пружною ланкою на максимальне демпфірування в частотній області ПІ-регулятором.

3. Кузнецов Б.И., Гуль А.И., Курцева Л.Б. Математическая модель беспоршневого электрогидравлического исполнительного механизма // Изв. вузов. Электромеханика. – 1994. – № 1-2. – С. 41–47.

Здобувачу належить аналітичне розв’язання задачі вібраційного згладжування та лінеаризації математичної моделі електрогідравлічного виконавчого механізму з істотно нелінійною ланкою золотникового розподільника з позитивним перекриттям.

4. Клепиков В.Б., Гуль А.И. Многомерная оптимизация параметров двукратноинтегрирующих цифро-аналоговых систем электропривода // Электричество. – 1995. – № 11. – С. 42–46.

Здобувачу належить постановка та рішення задач параметричної оптимізації дискретних двократно інтегруючих систем підпорядкованого регулювання одномасового електропривода на максимум добротності при заданому показнику коливальності по комплексній передавальної функції двох перемінних: псевдочастоті та параметру форсуючий частини ПІ-регулятора зовнішнього контуру.

5. Гуль А.И., Абдульмалик Дж.С. Методики высокоточной минимаксной оптимизации одномассовой электромеханической системы с отрицательным вязким трением // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – Вып. 7. – Ч. 1. – С. 21–25.

Здобувачу належить постановка та обґрунтування мінімаксної задачі параметричної оптимізації умовно стійкої електромеханічної системи з ПІ-регулятором на мінімум показника коливальності при заданій добротності з урахуванням впливу від’ємного в’язкого тертя.

6. Гуль А.И. Интерполяционное дополнение частотных методов структурного моделирования сложных электромеханических систем // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – Вып. 14. – С. 38–44.

7. Гуль А.И. Минимакс – нетрадиционный принцип оптимального выбора параметров ПИ-регуляторов электромеханических систем // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – С. 89–92.

8. Гуль А.И. Минимаксные методы повышения показателей качества регулирования и понижения параметрической чувствительности электромеханических систем с пропорционально-интегральными регуляторами // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – С. 93–96.

9. Гуль А.И. Повышение качества регулирования тиристорных электроприводов непрерывных прокатных станов минимаксными методами // Технічна електродинаміка. – Київ, 1998. – Спец. вип. 2. – Т. 2. – С.105–110.

10. Гуль А.И., Булух Мессауд Выбор принципа и критериев оптимизации ПИ-регулятора электромеханической системы // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – Вып. 21. – С.104–108.

Здобувачу належить постановка та обґрунтування мінімаксної задачі параметричної оптимізації умовно стійкої електромеханічної системи з ПІ-регулятором на мінімум показника коливальності при заданій добротності.

11. Гуль А.И., Мессауд Булух Метод поиска стационарных точек функции двух переменных по интерполирующей поверхности второго порядка // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – Вып. 27. – С.22–25.

Здобувачем розроблено чисельний метод високої збіжності для пошуку мінімуму частотного показника коливальності багатократно інтегруючих систем зі стаціонарною сідловою точкою на цільовій функції двох перемінних.

12. Гуль А.И., Юдина А.А. Метод интерполирующей поверхности для минимаксной оптимизации тиристорного электропривода на максимальный запас устойчивости при повышенной добротности // Технічна електродинаміка. – Київ, 1999. – Тематичний випуск. – С. 109–112.

Здобувачем розроблено чисельний метод високої збіжності для пошуку мінімуму частотного показника коливальності багатократно інтегруючих систем зі стаціонарною сідловою точкою на цільовій функції двох перемінних з перевіркою типу цієї стаціонарної точки.

13. Гуль А.И. Некоторые пути повышения качества управления астатических электромеханических систем // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 61. – С. 127–130.

14. Гуль А.И., Булух Мессауд Оптимизация параметров системы подчиненного регулирования с ПИ-регулятором скорости и наблюдателем состояния на максимальный запас устойчивости // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – Вып. 27. – С.17–21.

Здобувачу належить постановка та обґрунтування мінімаксної задачі параметричної оптимізації умовно стійкої електромеханічної системи з другим ПІ-регулятором в каналі спостерігача стану.

15. Гуль А.И. Минимаксная оптимизация параметров ПИ-регуляторов на максимальный запас устойчивости электромеханических систем при повышенной добротности // Электротехника. – 1999. – № 5. – С. 25–29.

16. Гуль А.И., Мессауд Булух Настройка комбинированной системы следящего электропривода с ПИ-регулятором на максимальный запас устойчивости и повышенную добротность // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 30. – С. 75–77.

Здобувачу належить настроювання пропорційної складової ПІ-регулятора двократно інтегруючого зовнішнього контуру на мінімум перерегулювання при заданому традиційному значені добротності та підвищення порядку астатизму по управлінню настроювання коефіцієнту передачі диференціюючого зв’язку комбінованого керування методом мінімізації сталої похибки від статичного сигналу.

17. Гуль А.И. Улучшение минимаксными методами качества управления электромеханических систем с пропорционально-интегральными корректирующими устройствами // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 44. – С. 46–48.

18. Гуль А.И. Настройка параметров ПИ-регулятора точного канала на максимальный запас устойчивости квазиитерационной системы // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 45. – С. 56–59.

19. Гуль А.И. Структурно-параметрическая оптимизация автономной системы многосвязных электроприводов с комбинированным управлением и цифровыми ПИ-регуляторами // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 46. – С. 72–75.

20. Гуль А.И. Повышение качества управления многократноинтегрирующих систем подчиненного регулирования при ограничении координат // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 47. – С. 87–89.

21. Гуль А.И. Методики расчета параметров пропорционально-интегральных регуляторов электромеханических систем с максимальным запасом устойчивости и повышенной добротностью // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 55. – С. 86–88.

22. Гуль А.И. Методы синтеза и настройки астатических систем по линии максимального запаса устойчивости // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 66. – С. 141–145.

23. Гуль А.И., Мессауд Булух Методика настройки комбинированной двухканальной системы подчиненного регулирования на повышенный порядок астатизма // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 2000. – Вып. 77. – С. 62–64.

Здобувачу належить настроювання пропорційної складової ПІ-регулятора основного каналу та каналу спостерігача стану двократно інтегруючого зовнішнього контуру на мінімум перерегулювання при заданому традиційному значені добротності та підвищення порядку астатизму по управлінню настроювання коефіцієнту передачі диференціюючого зв’язку комбінованого керування методом мінімізації сталої похибки від статичного сигналу з урахуванням впливу другого каналу спостерігача стану.

24. Гуль А.И., Мессауд Булух Оптимальное соотношение добротности и устойчивости двукратноинтегрирующих электромеханических систем // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 2000. – Вып. 128. – С. 150–158.

Здобувачу належить постановка питання та визначення оптимального відношення добротності та запасу стійкості двократно інтегруючих систем на лінії максимальної добротності та запасу стійкості.

25. Гуль А.И. Диаграммы качества управления многократноинтегрирующих систем // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 2000. – Вып. 113. – С. 119–123.

26. Гуль А.И. Оптимальний баланс добротности и запаса устойчивости астатических систем // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2001. – Вып. 10. – С. 329–339.

27. Гуль А.И. Оптимизация соотношения добротности и запаса устойчивости трехкратноинтегрирующих электромеханических систем // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2001. – Вып. 14. – С. 329–339.

28. Гуль А.И. Комплексный критерий качества управления многократно интегрирующих систем // Вестник Национального технического университета «ХПИ». –Харьков: НТУ «ХПИ». – 2002. – Вып.12. – Т.1. – С. 152–157.

29. Гуль А.И., Лимонов Л.Г., Мессауд Булух Настройка добротности и запаса устойчивости систем подчиненного регулирования электропривода подачи // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2002. – Вып.12. – Т.2. – С.497–499.

Здобувачу належить настройка ПІ-регулятора підпорядкованого двократно інтегруючого внутрішнього контуру швидкості на підвищення значення добротності з мінімальним показником коливальності на лінії МДС та наступної настройки ПІ-регулятора положення зовнішнього контуру на підвищену швидкодію аперіодичного процесу та значне зменшення похибки положення при лінійному зростанні навантаження.

30. Гуль А.И. Балансировка добротности и запаса устойчивости электромеханических систем // Электротехника. – 2003. – №4. – С. 55–62.

31. Gull A.I., Boulouh M., El-Jabali A.K. Improving the performance of multiple integrated cascade systems under limitation of coordinates // Вестник Национального технического университета «ХПИ». –Харьков: НТУ «ХПИ». – 2003. – Вып.10 – Т.1. – С. 87–89.

Здобувачем запропонована уніфікація блоку керуючих пристроїв з підвищеним порядком астатизму по управлінню та збурюванню СПР швидкості, граничним підвищенням якості управління настройки по лінії МДС та стійкості в великому та цілому при нелінійному обмежені завдання, підпорядкованого контуру струму в результаті змінної кратності інтегрування.

32. Акимов Л.В., Гуль А.И. Синтез регуляторов подчиненных контуров на основе оптимизированных нормированных передаточных функций систем с астатизмом второго порядка // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2003. – Вып. 10. – Т. 2. – С. 345–350.

Здобувачу належить розробка оптимізованих нормованих передавальних функцій з астатизмом другого порядку на максимум добротності та запасу стійкості.

33. Гуль А.И. Робастная настройка комбинированной системы следящего электропривода с двукратноинтегрирущим контуром // Труды Междунар. научно-техн. конф. «Информационные технологии: наука, техника технология, образование, здоровье. – Ч. 3. – Харьков, Мишкольц, Магдебург: ХГПУ, Мишкольцкий университет, Магдебургский университет. – 1997. – С. 48–52.

34. Гуль А.И. Алгоритм поиска стационарных точек функции двух переменных по интерполирующей поверхности // Труды Междунар. научно-техн. конф. «Информационные технологии: наука, техника технология, образование, здоровье. – Ч. 3. – Харьков, Мишкольц, Магдебург: ХГПУ, Мишкольцкий университет, Магдебургский университет. – 1997. – С. 53–56.

35. Гуль А.И. Метод минимаксной оптимизации параметров изодромных регуляторов электромеханических систем во временной области // Информационные технологии: наука, техника технология, образование, здоровье: Сб. научн. тр. –Харьков: ХГПУ, 1998. – Вып. 6. – Ч. 2. – С. 232–237.

36. Гуль А.И. Метод высокоточной минимаксной оптимизации следящего электропривода без подчиненного контура скорости // Информационные технологии: наука, техника технология, образование, здоровье: Сб. научн. тр. –Харьков: ХГПУ, 1998. – Вып. 6. – Ч. 2. – С. 238–245.

37. Гуль А.И. Частотные методы минимаксной оптимизации параметров изодромных регуляторов сложных электромеханических систем // Информационные технологии: наука, техника технология, образование, здоровье: Сб. научн. тр. –Харьков: ХГПУ, 1998. – Вып. 6. – Ч. 2. – С. 247–256.

38. Гуль А.И., Мессауд Булух Унифицированная система подчиненного регулирования скорости с переменной кратностью интегрирования // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 2000. – Вып. 113. – С. 190–193.

Здобувачу належить уніфікація блоку управляючих пристроїв з підвищеним порядком астатизму по управлінню та збурюванню СПР швидкості, граничним підвищенням якості керування настроювання по лінії МДС та стійкості в великому та цілому при нелінійному обмеженні завдання підпорядкованого контуру струму в результаті змінної кратності інтегрування.

39. Гуль А.И. Частотные методы минимаксной оптимизации тиристорного электропривода блюминга // Технічна електродинаміка. – Київ, 1998. – Спец. вип. 2. – Т. 2. – С.111–114.

40. Гуль А.И. Повышение качества управления комбинированной системой следящего электропривода методами математического программирования // Информационные технологии: наука, техника технология, образование, здоровье: Сб. научн. тр. – Харьков: ХГПУ, 1999. – Вып. 7. – Ч. 3. – С.96–100.