Исследуется возможность синтеза терминального управления в форме обратной связи нелинейным объектом первого порядка с параметрами, зависящими от состояния объекта. Использование для этой цели линейно-квадратичного регулятора не представляется возможным ввиду существенно нелинейного характера динамики объекта. Для построения закона управления используется метод SDRE.
Теоретически доказывается, что построенный нелинейный SDRE-регулятор обеспечивает перевод объекта из произвольного начального состояния в малую окрестность заданного состояния за обусловленное конечное время. Терминальная ошибка регулирования стремится к нулю при увеличении штрафного коэффициента терминального члена критерия качества. Аналогичное уменьшение ошибки достигается также независимо от значения штрафного коэффициента увеличением времени управления.
Терминальные свойства регулятора демонстрируются на примере управления остановом электропривода с двигателем постоянного тока последовательного возбуждения, имеющим широкое распространение в приводах промышленных роботов. Этот электродвигатель обладает существенно нелинейными динамическими характеристиками. Расчеты показывают, что регулятор осуществляет останов электропривода за небольшое назначенное время при благоприятном ходе переходного процесса останова. Наличие обратной связи закона управления способствует преодолению возмущающего эффекта от возможных неконтролируемых нагрузок на валу.

Современная теория автоматического управления сталкивается с проблемой сложности синтеза регуляторов для нелинейных объектов управления в условиях неполной информации. Существующие методы и подходы уже не могут удовлетворить запросы разработчиков автоматических систем управления сложными динамическими объектами. Во многих случаях объекты управления являются существенно нелинейными, нестационарными и требуют использования цифрового управления с заданны ми показателями качества. При этом получение точной математической модели не всегда возможно.
Предлагается подход к решению этой проблемы с использованием регуляторов, основанных на искусственных нейронных сетях. Они могут быть эффективно применены в случае, когда отсутствует адекватная верифицированная и достаточно точная математическая модель объекта управления, но могут быть получены экспериментальные данные. Достоинством таких регуляторов является их способность к обучению и адаптации под объект на основе полученных данных.
Кроме того, для замкнутых нейросетевых систем управления отсутствуют теоретические гарантии устойчивости, что существенно снижает возможности их применения в критически важных или опасных объектах. Для решения этой проблемы в работе предлагается метод синтеза нейрорегулятора, гарантирующего устойчивость замкнутого контура. В качестве объектов управления рассматриваются системы с наиболее часто встречающимися на практике нелинейностями (ограничители типа насыщение, ограничители типа жесткий механический упор и т. д.). В статье предлагаются теоретические подходы к решению обозначенных проблем, а также проводится сравнительный анализ с экспериментальными исследованиями для оценки эффективности предложенных методов

Рассмотрена авторская модификация многомерного нечеткого регулятора с блоком оптимизации режимных параметров и блоком предсказания термов. Приведена блок-схема регулятора, схемы фаззификации и дефаззификации непрерывных величин. Описан механизм работы блока логического вывода, который формирует идентификационный номер общего составного продукционного правила из порядковых номеров термов входных и выходных переменных с обратной связью. Идентификационный номер используется в качестве ключа для выборки из базы данных информации о способах получения конкретных числовых значений управляющих воздействий, которая затем передается в блок дефаззификации регулятора. Показано общее назначение блока предсказания термов и блока оптимизации. Блок предсказания предназначен для передачи в блок фаззификации регулятора рекомендаций по набору термов, с которых следует начинать обработку значений входных переменных в каждом цикле сканирования. Блок оптимизации используется для выработки рекомендаций по оптимизации режимных параметров в соответствии с заданными критериями. В блоке оптимизации реализованы авторские алгоритмы оптимизации, основанные на использовании методов эволюционного моделирования и адаптированных под конкретный технологический процесс эволюционных алгоритмов. Приведена постановка задачи оптимального управления динамическим процессом и алгоритм ее решения. В качестве примера рассмотрена задача поиска оптимального температурного режима в реакторе идеального смешения периодического действия для каталитической реакции димеризации α-метилстирола в присутствии цеолитного катализатора NaHY. В результате расчетов с помощью генетического алгоритма с вещественным кодированием, где геном является вещественное число, вычислена субоптимальная температура хладоагента процесса димеризации α-метилстирола продолжительностью 2 и 3 ч и соответствующие ей концентрации реагентов. Проведенный вычислительный эксперимент демонстрирует процесс получения и выдачи удаленным модулем рекомендаций по изменению режимных параметров и/или системы продукционных правил регулятора

Для увеличения пропускной способности перекрестка и одновременного сокращения времени пути транспортного средства необходима оптимизация управления светофорным объектом. Имеющиеся системы управления светофорным объектом не могут управлять динамическими системами, в которых несколько факторов влияют на процесс принятия решений. Определение факторов (выходных переменных) и процесс фаззификации являются основной проблемой алгоритма нечеткой логики, а качество составления терм-множества входных лингвистических переменных и определение функции принадлежности влияют на оптимальное управление сигналами светофора.
В статье приведен аналитический обзор способов применения лингвистических переменных для систем нечеткого вывода при управлении сигналами светофора. Предметом рассмотрения в статье являются входные лингвистические переменные для принятия решений в нечеткой модели управления. Представлен анализ современных исследований и описаны основные входные лингвистические переменные. В первом разделе работы рассматривается общий принцип построения базы правил систем нечеткого вывода на основе методов Мамдани и Такаги—Сугено. Последующие разделы посвящены особенностям таких выходных лингвистических переменных, влияющих на режим работы нечеткого светофора, как: число транспортных средств, текущее время зеленого сигнала, участники дорожного движения (пешеходы), погодные условия и число полос (ширина) пересекаемых дорог. Учет этих переменных, их фаззификация и формирование соответствующей базы правил для проектирования нечетких систем являются весьма сложной задачей. В связи с этим одной из ключевых является именно проблема выбора необходимых входных параметров в зависимости от типа перекрестка.
Проведенный обзор литературных источников показал, что исследования нечеткого регулятора при управлении дорожным движением все еще находятся на начальной стадии разработки. Многие нерешенные вопросы, затронутые в обзоре, могут быть рассмотрены в дальнейших исследованиях

Предложен новый подход к обработке спутниковых навигационных измерений для устойчивого позиционирования беспилотных объектов, движущихся по программным траекториям в условиях помеховых воздействий. Современные методы обработки зашумленных спутниковых измерений используют, в основном, различные модификации метода наименьших квадратов, обеспечивая устойчивость и требуемую точность позиционирования, как правило, для стационарных объектов. В то же время, для оценки состояния высокодинамичных беспилотных объектов, функционирующих в условиях неопределенных возмущений, наиболее эффективным является применение методов теории стохастической фильтрации, учитывающих и динамику движения объекта, и наличие возмущений объекта и шумов измерений. В связи с этим в основу предложенного подхода к позиционированию беспилотных объектов положено использование методов нелинейной стохастической фильтрации, в частности рассмотренного в статье метода робастной нелинейной фильтрации, обеспечивающего устойчивость процесса позиционирования. При этом повышение точности позиционирования беспилотного объекта предлагается достичь за счет применения цифровой модели пути, формируемой на базе высокоточных геодезических измерений и обеспечивающей возможность аппроксимации с требуемой точностью программной траектории беспилотного объекта набором ортодромических траекторных интервалов, на которых существует аналитическая связь пространственных координат объекта. Это, в свою очередь, обеспечивает высокую точность позиционирования и резкое сокращение вычислительных затрат. В целом комплексирование информации цифровой модели пути и алгоритмов робастной стохастической фильтрации для обработки зашумленных спутниковых измерений позволило обеспечить как устойчивость процесса оценки текущих координат беспилотного объекта, так и резкое сокращение вычислительных затрат по сравнению с известными методами обработки спутниковых измерений. Эффективность предложенного метода проиллюстрирована численным примером

Одной из актуальных проблем современной космодинамики является разработка систем управления угловой ориентацией космических аппаратов относительно их центров масс. Для решения данной проблемы широко и эффективно применяются магнитные системы управления, основанные на взаимодействии их исполнительных органов с магнитным полем Земли. Важным классом задач управления угловой ориентацией космических аппаратов являются задачи одноосной стабилизации.
В статье рассматривается спутник, центр масс которого движется по круговой экваториальной околоземной орбите. Предполагается, что он снабжен управляемым электростатическим зарядом, распределенным по некоторому объему, и управляемым магнитным моментом. Исследуется вращательное движение спутника относительно его центра масс в орбитальной системе координат. Решается задача одноосной стабилизации спутника в произвольном положении равновесия. Применяется электродинамический метод управления, основанный на одновременном использовании магнитного момента и момента лоренцевых сил. Каждый из указанных моментов выбирается в виде суммы демпфирующей, восстанавливающей и компенсирующей составляющих. Для улучшения характеристик переходных процессов (гашения нежелательных колебаний и увеличения скорости сходимости к программному движению) строится ПИД регулятор специального вида. Анализ устойчивости замкнутой системы проводится на основе прямого метода Ляпунова. Предлагается оригинальная конструкция функционала Ляпунова—Красовского, с помощью которой определяются условия на параметры управления, гарантирующие асимптотическую устойчивость программного движения.
Приводятся результаты численного моделирования, подтверждающие полученные теоретические выводы и демонстрирующие преимущество разработанного подхода по сравнению с использованием построенных ранее регуляторов. Показывается, что за счет соответствующего выбора параметров управления можно существенно улучшить характеристики переходных процессов