Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences SeriesVestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences SeriesВестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки»1991-85422712-8938Samara State Technical University625677Information Technology and CommunicationsИнформационные технологии и коммуникацииResearch ArticleFeedback control of operating gates of a shipping lock using a system of rulesПродукционное регулирование в задаче позиционного управления рабочими воротами судоходного шлюзаDanilushkinIvan A.ДанилушкинИван Александрович
Russian Federation

(Ph.D. (Techn.)), Associate Professor

кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и управление в технических системах»

idanilushkin@mail.ruKolpashchikovSergey A.КолпащиковСергей Александрович
Russian Federation

(Ph.D. (Techn.)), Head of Department

кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Автоматика и управление в технических системах»

skolpaschikov@mail.ruRogachevGennadiy N.РогачевГеннадий Николаевич
Russian Federation

(Dr. Sci. (Techn.)), Professor

доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматика и управление в технических системах»

grogachev@mail.ruSamara State Technical UniversityСамарский государственный технический университет2012202331343541501202415012024Copyright ©; 2023, Danilushkin I.A., Kolpashchikov S.A., Rogachev G.N.Copyright ©; 2023, Данилушкин И.А., Колпащиков С.А., Рогачев Г.Н.2023Danilushkin I.A., Kolpashchikov S.A., Rogachev G.N.Данилушкин И.А., Колпащиков С.А., Рогачев Г.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/1991-8542/article/view/625677

The problem of positional control of the working gates of a shipping lock as a multidimensional control object with lumped parameters is considered. A general formulation of the problem is given, including requirements for the final and intermediate states. When solving the problem, it is proposed to use a productive model of the regulator in the form of a system of rules. The numerical method for solving the problem is based on representing the control algorithm in the form of an a priori non-fixed and time-varying system of rules determined during the control process. The presented results of numerical modeling confirm the effectiveness of the proposed method for determining the positional control of objects of this type.

Рассмотрена задача позиционного управления рабочими воротами судоходного шлюза как многомерным объектом управления с сосредоточенными параметрами. Приведена общая постановка задачи, включающая требования к конечному и промежуточным состояниям. При решении задачи предлагается использовать продукционную модель регулятора в виде системы правил. Численный метод решения задачи базируется на представлении алгоритма управления в виде априори не фиксируемой и переменной во времени системы правил, определяемых в ходе процесса управления. Представленные результаты численного моделирования подтверждают эффективность предлагаемого метода определения позиционного управления объектами такого вида.

working gatesshipping lockoptimizationhybrid systemcontinuous-discrete systemnumerical methodsystem of rulesрабочие воротасудоходный шлюзоптимизациягибридная системанепрерывно-дискретная системачисленный методсистема правилKarpov Yu.G., Pariyskaya E.Yu. Kachestvennyj analiz gibridnyh sistem [Qualitative analysis of hybrid systems] // Proceedings of St. Petersburg State University. Computing, measuring and control systems. St. Petersburg, 1994. No. 449. Pp. 16–20. (In Russian).Карпов Ю.Г., Парийская Е.Ю. Качественный анализ гибридных систем // Труды СПбПГУ. Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПб, 1994. № 499. С. 16–20.Wong W.S., Brockett R.W. Systems with Finite Communication Bandwidth Constraints–II: Stabilization with Limited Information Feedback // IEEE Transactions on Automatic Control. 1999. Vol. 44 (5). Pp. 1049–1053.Polderman J.W., Willems C. Introduction to Mathematical Systems Theory: A Behavioral Approach. Texts in Applied Mathematics. Vol. 26. New York: Springer-Verlag, 1998. 424 p.Seiler P., Sengupta R. An H∞ Approach to Networked Control // Transactions on Automatic Control. 2005. Vol. 50 (3). Pp. 356–364.Hespanha J., Naghshtabrizi P., Xu Y. A Survey of Recent Results in Networked Control Systems // Proc. of IEEE Special Issue on Technology of Networked Control Systems. 2007. Vol. 95 (1). Pp. 138–162.Hespanha J.P., Ortega A., Vasudevan L. Towards the Control of Linear Systems with Minimum Bit-rate // Int. Symp. on the Mathematical Theory of Networks and Systems. 2002. Pp. 1–15.Elia N., Mitter S.K. Stabilization of Linear Systems with Limited Information // IEEE Transactions on Automatic Control. 2001. Vol. 46 (9). Pp. 1384–1400.Tatikonda S., Mitter S. Control Under Communication Constraints // IEEE Transactions on Automatic Control. 2004. Vol. 49 (7). Pp. 1056–1068.Caspi P., Maler O. From Control Loops to Real-Time Programs // Handbook of Networked and Embedded Control Systems. Basel: Birkhauser, 2008. Pp. 395–418.Montestruque L.A., Antsaklis P.J. State and Output Feedback Control in Model-based Networked Control Systems // Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control. 2002. Vol. 4. Pp. 1620–1625.Montestruque L.A., Antsaklis P.J. State and Output Feedback Control in Model-based Networked Control Systems // Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control. 2002.Kolesov Yu.B., Senichenkov Yu.B. Modelirovanie sistem. Dinamicheskie i gibridnye sistemy [Systems modeling. Dynamic and hybrid systems]. St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2006. 224 p. (In Russian).Vol. 4. Pp. 1620–1625.Branicky M.S., Liberatore V., Phillips S.M. Networked Control System Co-Simulation for Co-Design // Proceedings of the 2003 American Control Conference. 2003. Vol. 4. Pp. 3341–3346.Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Моделирование систем. Динамические и гибридные системы. СПб: БХВ-Петебург, 2006. 224 с.Rogachev G.N. Produkcionnyj metod opisaniya, analiza i sinteza avtomaticheskih regulyatorov nepreryvno-diskretnyh sistem upravleniya [Productive method of description, analysis and synthesis of automatic controllers of continuous-discrete control systems] // Cloud of Science. 2014. Vol. 1. No. 1. Pp. 17–40. (In Russian).Branicky M.S., Liberatore V., Phillips S.M. Networked Control System Co-Simulation for Co-Design // Proceedings of the 2003 American Control Conference. 2003. Vol. 4. Pp. 3341–3346.Melnikov E., Danilushkin I., Kolpashchikov S., Morozov V., Krasnoshchekov I. Sistema upravleniya verhnimi rabochimi vorotami sudohodnogo shlyuza [Control system for the upper working gates of a shipping lock] // Modern automation technologies. 2014. No. 2. Р. 66–71. (In Russian).Рогачев Г.Н. Продукционный метод описания, анализа и синтеза автоматических регуляторов непрерывно-дискретных систем управления // Cloud of Science. 2014. Т. 1. № 1.C. 17–40.Мельников Е., Данилушкин И., Колпащиков С., Морозов В., Краснощёков И. Система управления верхними рабочими воротами судоходного шлюза // Современные технологии автоматизации. 2014. № 2. C. 66–71.