Модульна система децентралізованого керування багатозв'язними процесами за наявності структурних збурень
DOI:
https://doi.org/10.30837/0135-1710.2024.180.088Ключові слова:
децентралізоване керування, декомпозиція, робастність, структурні збуренняАнотація
Об’єктом дослідження є цифрові системи децентралізованого керування квазістаціонарними багатозв’язними процесами з урахуванням структурних збурень.
Визначено, що перспективним розвитком децентралізованого керування багатозв'язними процесами є дослідження, пов'язані з розглядом можливості його застосування для реальних ситуацій часткового порушення взаємозв'язків між підсистемами в багатовимірних стохастичних системах. Подібні дослідження на сьогодні є недостатньо розвинуті, тому тематику пропонованої роботи слід вважати актуальною з теоретичної і прикладної точок зору. Здійснено формалізацію проблеми децентралізованого керування багатозв'язними стохастичними об'єктами, що враховує внутрішні взаємозв'язки між локальними підсистемами системи. Запропоновано метод децентралізації багатозв'язної системи, перевага якого полягає у використанні простих обчислювальних процедур перетворення та перестановки елементів матриць глобальної моделі.
Введено поняття с-робастності багатозв'язної динамічної системи, що гарантує її асимптотичну стійкість та субоптимальність при виникненні структурних збурень. Запропоновано методи с-робастного децентралізованого керування для випадків явних та неявних завдань взаємозв'язків між локальними підсистемами. Запропоновані методи мають певну перевагу у порівнянні з методом координації локальних керувань, що полягають у підвищенні оперативності децентралізованого керування з гарантованим рівнем субоптимальності.
Проведено експериментальне моделювання розглянутого методу для моделей багатозв'язних хіміко-технологічних систем, що описують взаємозв'язок між вхідними та вихідними параметрами процесів. Під час моделювання було здійснено декомпозицію глобальної системи на чотири локальних підсистеми. Моделювання завдання децентралізованого керування було також здійснено за відомим методом координації, заснованим на відшуканні значень невизначених множників. Порівняльний аналіз результатів, отриманих з використанням цього стандартного методу та запропонованих робастних методів, свідчить про перевагу останніх.
Посилання
Isermann R. Digital Control Systems. Springer Science & Business Media, 2013 . 566 р. DOI:10.1007/978-3-662-02319-8
Ходаков В.Е., Соколова Н.А., Кірійчук Д.Л. Про розвиток основ координації складних систем. Проблеми інформаційних технологій. 2014. № 2 (016). С. 25 – 30.
Zhang Y.,Wei, W. Decentralized coordination control of PV generators, storage battery, hydrogen production unit and fuel cell in islanded DC microgrid. International Journal of Hydrogen Energy. 2020. Vol. 4., No. 15. P. 8243–8256.
Shrivastava S., Subudhi B. Comprehensive review on hierarchical control of cyber-physical microgrid system. Generation, Transmission & Distribution. 2020. Vol. 14, No. 26. P. 6397–6416.
Ладанюк А.П., Власенко Л.О., Заєць Н.А. Системний аналіз складного об’єкта в задачах діагностики та координації. Автоматизація виробничих процесів. 2006. № 2. С. 44–47.
Ge X., Han Q.-L, Ding L., Wang Y.-L., Zhang M. X., Dynamic eventtriggered distributed coordination control and its applications: a survey of trends and techniques. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems. 2020. Vol. 50, No. 9. P. 3112–3125.
Шумигай Д.А., Ладанюк А.П. Алгоритми координації підсистем технологічних комплексів з використанням еталонних моделей. Восточноевропейский журнал передовых технологий. 2010. № 6/3 (48). С. 24-32.
Shergin V., Udovenko S., Chala L., Pogurskaya M. Elastic scale-free networks model based on the mediation-driven attachment rule. 2020. IEEE Third International Conference «DATA STREAM MINING & PROCESSING» (DSMP). Lviv, Ukraine, 21–22 august 2020. Р. 291-295. https://doi.org/10.1109/DSMP47368.2020.9204207
Gigi S., Tangirala A. Quantification of interaction in multiloop control systems using directed spectral decomposition. Automatica 2013. No. 49(5). URL: https://cse.sc.edu/~gatzke/cache/huang-multi-loop-control.pdf
Бодянский Е.В., Удовенко С.Г., Ачкасов А.Е., Вороновский Г.К. Субоптимальное управление стохастическими процесами. Харьков: Основа. 1997. 140 с.
Катренко А.В., Савка І.В. Механізми координації у складних ієрархічних системах. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Інформаційні системи та мережі. 2008. С. 156–166.
Бойченко О.В. Координація нечітких рішень в багаторівневій системі. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2016. № 2 (37). С. 57 – 61.
Дубовой В.М., Юхимчук М.С. Дослідження стійкості та збіжності децентралізованої координації локальних систем управління розподіленими кіберфізичними системами. Вісник ВПІ. 2021. Вип. 4. С. 62–69. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-62-69/
Нефьодов Д.А., Удовенко С.Г., Чала Л.Е. Мікросервісна архітектура системи потокової обробки великих даних. АСУ та прилади автоматики. 2022. № 178. С. 50-64. https://doi.org/10.30837/0135-1710.2022.178.050 .
