Оптимизация управляемых систем, испытывающих воздействие ветра и морского волнения

Репринтное издание

Издание настоящей книги вызвано тем, что при проектировании судов и судовых устройств приходится часто встречаться с задачей оптимизации таких управляемых систем, на которые влияют не полностью известные возмущающие силы случайного характера, порождаемые ветром и морским волнением. Эта задача является значительно более трудной по сравнению с задачей оптимизации систем при известных силах и требует для своего решения новых методов.
В книге излагается предложенный автором метод синтеза регуляторов, автоматически реализующих оптимальное управление для систем, испытывающих воздействие заранее неизвестных сил случайного характера. Метод основан на построении дифференциального уравнения устойчивого подсемейства экстремалей.
В книге излагаются как теоретические основы метода, так и примеры его применения к оптимизации конкретных судовых систем и устройств. Выбирая форму изложения, автор стремился достигнуть разумного компромисса между математической строгостью и доступностью книги для широких кругов инженеров.
Книга предназначена для инженеров и научных работников, специализирующихся в области судостроения и автоматического управления. Она может быть полезна также студентам соответствующих специальностей технических вузов.

Оглавление
Предисловие
Глава первая. Методы построения оптимальных регуляторов
§ 1.1. Методы классического вариационного исчисления
§ 1.2. Модификация классических вариационных методов для решения задач с ограничениями
§ 1.3. Принцип максимума
§ 1.4. Динамическое программирование
§ 1.5. Особенности проблемы оптимизации при не полностью известных возмущающих силах
§ 1.6. Методика построения оптимальных регуляторов при не полностью известных возмущающих силах. Эйлеровские регуляторы
Глава вторая. Основные положения спектральной теории случайных процессов и спектральные характеристики морского волнения
§ 2.1. Случайные величины, их характеристики, законы распределения
§ 2.2. Случайные функции
§ 2.3. Корреляционная функция
§ 2.4. Преобразования Фурье
§ 2.5. Спектральная плотность мощности стационарной случайной функции
§ 2.6. Энергетический спектр морского волнения
§ 2.7. Вычисление среднего квадрата колебаний линейных динамических систем при стационарных случайных возмущающих силах
Глава третья. Синтез оптимальных регуляторов для линейных систем с квадратичными критериями качества
§ 3.1. Постановка задачи
§ 3.2. Вычисление абсолютного минимума квадратичного критерия качества
§ 3.3. Синтез устойчивых оптимальных регуляторов
§ 3.4. Качество управления, обеспечиваемое линейными устойчивыми регуляторами
§ 3.5. Проблема оптимального управления в полностью неизвестной среде. Гарантирующее управление
§ 3.6. Другие подходы к задаче синтеза оптимального регулятора. Использование методов оптимальной фильтрации
§ 3.7. Функционирование регуляторов при отклонениях истинных параметров системы от расчетных
Глава четвертая. Оптимальное управление рулевой установкой судна
§ 4.1. Постановка задачи
§ 4.2. Синтез оптимального авторулевого
§ 4.3. Качество стабилизации на курсе при оптимальном управлении
§ 4.4. Управление судами, неустойчивыми на курсе
Глава пятая. Оптимальное управление стабилизаторами качки
§ 5.1. Постановка задачи
§ 5.2. Синтез оптимального закона управления
§ 5.3. Сравнение эффективности оптимального управления рулями - стабилизаторами качки с эффективностью других законов управления
Глава шестая. Общая задача оптимизации линейных систем
§ 6.1. Учет ограничений на модуль управляющего воздействия
§ 6.2. Сопоставление различных методов синтеза
§ 6.3. Оптимизация систем с несколькими управляющими органами
§ 6.4. Оптимизация многомерных систем
§ 6.5. Обсуждение возможностей использования самонастраивающихся регуляторов
§ 6.6. Оптимизация при наличии ошибок в измерениях
Глава седьмая. Оптимизация нелинейных систем при случайных воздействиях
§ 7.1. Трудности оптимизации нелинейных систем
§ 7.2. Нелинейные системы первого порядка
§ 7.3. Вырожденные функционалы
Глава восьмая. Примеры синтеза оптимальных регуляторов для судовых нелинейных управляемых систем
§ 8.1. Управление скоростью вращения вала гребной электрической установки при движении судна на волнении
§ 8.2. Синтез оптимального регулятора для траловой лебедки
§ 8.3. Оптимальное управление мощностью силовой установки судна при движении по мелководным фарватерам
Заключение
Указатель литературы