Модели и алгоритмы оптимизации технологических процессов на объектах водного транспорта в среде MATLAB

Рассмотрены модели и алгоритмы оптимизации и совершенствования управления объектами водного транспорта. Предложены способы оценки параметров по экспериментальным данным, базирующиеся на численных методах и алгоритмах обработки измерений, с использованием ортогональных преобразований, в том числе QR-преобразования, SVD-разложения и метода Гивенса. Рассмотрены модели установившихся технологических режимов в автоматизированных системах и электрических цепях, балансовые модели с примерами их применения в системах управления производством. Решена инверсная задача оценки элементов матрицы прямых затрат по эксперименту для модели «затраты - выпуск» В. Леонтьева. Получены решения матричных дифференциальных уравнений с помощью функций инструментариев среды MATLAB.
Рекомендовано к изданию на совместном заседании кафедр электротехники и автоматики и технологии материалов и материаловедения. Протокол № 8 от 21 мая 2015 г.
Предназначено для инженерно-технических работников, менеджеров предприятий и организаций водного транспорта, а также студентов и аспирантов различных специальностей, использующих современные информационные технологии и вычислительные средства MatLAB.

Оглавление
Предисловие
Введение
1. Математические основы оценки параметров моделей на базе оптимизационных процедур
1.1. Матричные модели линейных систем
1.2. Переопределенные системы уравнений
1.3. Оценка параметров моделей систем в условиях ограничений
1.4. Оценки параметров моделей по критерию минимума среднего абсолютного значения остатков
1.5. Оценки параметров моделей с использованием ортогональных преобразований
1.6. Применение инструментария среды MatLAB для оценки параметров моделей по эксперименту в режиме прямых вычислений
1.7. Функции инструментария Statistics Toolbox для статистической оценки измерений в среде MatLAB
2. Модели установившихся режимов в автоматизированных системах и электрических цепях
2.1. Пример модели цепи постоянного тока
2.2. Пример модели цепи переменного тока
2.3. Моделирование несимметричных режимов в трехфазных электрических цепях методом симметричных составляющих
2.4. Модель многоузлового разветвления русла в стационарном режиме. Аналогии с электрической цепью
2.5. Балансовые модели и их применение в системах управления производством
2.6. Модель оценки элементов матрицы преобразования координат при управлении промышленным роботом
2.7. Оценка параметров компенсаторов реактивной мощности трехфазной системы с помощью квадратичных методов
3. Компьютерные модели сборки судовых механизмов
3.1. Модель узловой сборки кривошипно-шатунного механизма
3.2. Повышение качества сборки KI1IM судовых дизелей путем проведения машинного эксперимента на модели
3.3. Повышение качества сборки механизмов с использованием моделей планирования эксперимента
3.4. Совершенствование управления качеством механической обработки коленчатых валов и сборки на основе контрольных карт
4. Модели пространства состояний в электрических цепях и системах
4.1. Понятие состояния
4.2. Уравнения состояния для электрических цепей
4.3. Приведение к резистивной форме моделей электрических цепей с одним накопителем энергии
4.4. Определение коэффициентов дифференциальных уравнений моделей электрических цепей с двумя накопителями энергии
4.5. Модель системы с тремя накопителями энергии
4.6. Электрическая цепь с четырьмя накопителями энергии
4.7. Примеры составления уравнений динамики RLC-цепей в матричной форме
4.8. Модели пространства состояний механических систем
5. Модели статической оптимизации
5.1 Модели оптимизации технологии узловой сборки механизмов
5.2. Модель распределения ресурсов с использованием квадратичного программирования
5.3. Нелинейная модель оптимального распределения ресурсов, основанная на применении сплайн-алгоритма
5.4. Модель оптимизации использования перегрузочных средств на грузовых участках порта в условиях технологических ограничений
5.5. Лизинговая модель совершенствования организации перегрузочных процессов в порту. Основная и дуальная задачи линейного программирования
5.6. Модель экономичных режимов движения речного судна
5.7. Модель расчета стационарного режима электрической цепи с применением квадратичного программирования
5.8. Модель оптимизации раскроя материала на судоремонтных предприятиях
5.9. Составление модели оптимального расписания обработки судна в порту
5.10. Модель оптимизации расхода электроэнергии в порту на основе алгоритма открытого поиска
6. Динамическая оптимизация
6.1. Модальный стабилизатор курса судна
6.2. Модель апериодического управления динамическим объектом, основанная на применении матрицы Крылова
6.3. Модель системы оптимального управления на основе теории неравенств
6.4. Модель принятия оптимальных решений в судоремонте
6.5. Модель параметрической настройки ПИД-регуляторов частоты вращения судовых дизелей
6.6. Модель робастной системы управления судном на курсе
6.7. Модель и алгоритм энергоэффективного управления судном
6.8. Модель оценки параметров и оптимального управления дискретной динамической системой
6.9. Модель и алгоритм судовой системы управления, оптимальной по быстродействию
7. Нелинейные модели детерминированного хаоса и их применение на объектах водного транспорта
7.1. Нелинейные модели роста в теоретической экологии
7.2. Моделирование в условиях изменения во времени окружающей среды и структуры популяции
7.3. Нелинейные модели двух взаимодействующих популяций
7.4. Компьютерное моделирование экологических систем
7.5. Дискретные динамические модели первого порядка со сложной динамикой
7.6. Чувствительность дискретных хаотических систем к параметрическим возмущениям
7.7. Применение нелинейных моделей систем для получения псевдослучайных хаотических последовательностей
7.8. Параметрическая идентификация дискретной логистической системы в хаотическом режиме
Заключение
Библиографический список