В главе 4 описана реализация алгоритма управления прохождением через зону резонанса в виртуальной лабораторной установке (см. http://www.ipme.ru/ipme/labs/ccs/virtlab/), разработанная в УНЦ «Проблемы механики, машиностроения и процессов управления» в 2000-2001 гг. и вошедшая в состав центра коллективного пользования «Мехатронные и мобильные комплексы».
На настоящий момент виртуальная лаборатория содержит две лабораторные работы: "Исследование динамики вибрационного стенда и эффекта Зоммерфельда" и "Исследование алгоритма прохождения через резонанс". Внешний вид виртуальной лабораторной установки для работы по исследованию алгоритма управления приведен на рис. 9. Установка позволяет выбирать алгоритм управления прохождением через зону резонанса вибрационного стенда, менять параметры алгоритма, следить за ходом вычислительного эксперимента и сравнивать результаты различных дистанционных экспериментов.
Программная часть виртуальной лаборатории включает в себя следующие компоненты:
- Модель системы, реализованная на языке JAVA.
- Подсистема выбора параметров модели () и параметров алгоритма (управляющий момент , а также и для второй работы).
- Подсистема визуализации движения виброустановки. Данная панель, в частности, позволяет проследить зависимость между колебаниями носителя и ротора.
- Осциллограф, позволяющий проследить зависимость между любыми двумя характеристиками состояния системы (время, угол поворота ротора, скорость ротора, отклонение носителя от положения равновесия, скорость отклонения носителя, полная энергия системы). Единовременно на экран выводится до 100 точек.
- Текстовое поле, в которое выводятся численные значения переменных системы.
Рис. 9. Внешний вид виртуальной лабораторной установки
В главе 5 приводятся результаты разработки информационного Интернет-портала. Приводятся результаты разработки Интернет-портала РУСИКОН - Российский архив по системам и управлению (www.rusycon.ru), выполненного при участии диссертанта. На сайте представлены сведения о специалистах, коллективах, организациях, фондах, конференциях, книгах, журналах, издательствах, библиотеках и другие сведения, полезные для научных сотрудников, преподавателей и инженеров в области теории и систем управления и кибернетики, в том числе в области управления механическими системами и мехатроники. Содержится более 2000 ссылок на российские и зарубежные ресурсы, включая международные базы данных по системам и управлению, научно-информационные и образовательные сайты, виртуальные лаборатории и онлайн-эксперименты, сайты по нелинейной динамике и хаосу и т.д. Описана выбранная структура портала и приведены рекомендации по его использованию.
В Заключении сформулированы основные результаты работы:
1. Предложена общая постановка задачи управления прохождением через резонанс как задачи управления энергией вращающейся подсистемы механической системы при ограничении на величину энергии несущей подсистемы.
2. Предложены алгоритмы управления прохождением через зону резонанса для нескольких типовых задач: управление разгоном ротора с учетом упругости вала, управление однороторными и двухроторными вибрационными установками.
3. Исследована работоспособность разработанных алгоритмов, получены рекомендации по выбору настроечных параметров алгоритмов и даны качественные оценки робастности синтезированных систем.
4. Разработано программное обеспечение виртуальной лаборатории исследования прохождения через резонанс для однороторного вибрационного стенда.
5. Разработана информационная структура и программное обеспечение Интернет-портала РУСИКОН - Российского архива по системам и управлению.
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах
1. Tomchin D, Fradkov A. Modeling and speed-gradient control of passage through resonance for the two-rotor vibration unit // Proc. 20th European Conference on Modeling and Simulation, Bonn, Germany, 2006, pp. 501-506.
2. Томчин Д.А., Фрадков А.Л. Управление прохождением ротора через зону резонанса на основе метода скоростного градиента. Проблемы машиностроения и надежность машин, №5, 2005, с.66-71.
3. Tomchina O.,Tomchin D. Fradkov A. Speed-gradient control of passing through resonance in one- and two-dimensional motion // Proc. 16th IFAC World Congress Autom.Control, Praha, July, 2005.
4. Fradkov A.L., Tomchin D.A. Speed-gradient control for passage of unbalanced rotor through resonance in plane motion // Proc. 6th IFAC Sympos. Nonlinear Control Systems (NOLCOS 2004), Stuttgart, Germany. 2004, pp. 1367-1372.
5. Tomchin D.A. Design of control algorithm for passage through resonance of flexural-and-torsional oscillations of a shaft with unbalanced rotor // Proc. 10th Intern. Student Olympiad on Automatic Control (BOAC'04), 2004. pp. 61-65.
6. Томчин Д.А., Фрадков А.Л. Научно-информационный портал «РУСИКОН». Автоматика и телемеханика, №11, 2003, с. 195-201.
7. Tomchin D.A. Controlling passage through resonance of plane motion of a rotor. // The 4th International Conference "Tools for Mathematical Modelling" (MATHMOD 2003). Abstracts. St.Petersburg, June 23-25, 2003, p. 139.
8. Томчин Д.А., Фрадков А.Л. Информационный портал по системам и управлению. Журнал «Информационно-управляющие системы», 1, 2003, с. 47-51.
9. Томчин Д.А. Виртуальная лаборатория для исследования и управления однороторным вибрационным стендом // В кн.: "Навигация и управление движением". Материалы 4-й конференции молодых ученых, Санкт-Петербург, 2002, с.246-252.
10. Томчин Д.А., Фрадков А.Л. Создание проблемно-ориентированного научно-информационного сайта на примере сетевого архива по системам и управлению. В кн.: "Технологии информационного общества - Интернет и современное общество". Материалы Всероссийской объединенной конференции, Санкт-Петербург, 20-23 ноября 2001 г., с.66-68.
11. Томчин Д.А. Разработка сетевых ресурсов для исследования однороторного вибрационного стенда // Сборник тезисов конференции "Новые информационные технологии и их применение“. Владикавказ, 2001.
12. Томчин Д.А. Разработка экспериментальных версий сетевых ресурсов для исследования и проектирования систем управления // В кн.: "Навигация и управление движением". Материалы 3-й конференции молодых ученых, Санкт-Петербург, 2001, с.140-145.