Рассмотрены вопросы формирования целевой функции при решении задач параметрической оптимизации применительно к автоматизированным электроприводам объектов водного транспорта. Сложность решения задачи обусловлена ее многокритериальностью и отсутствием обоснованных методов ее решения для судовых и береговых электроприводов. Показано, что на этапе параметрического синтеза оптимизируемыми являются управляемые параметры основных элементов электропривода. При этом, в случае настройки электропривода, такими параметрами являются коэффициенты усиления и постоянные времени его системы управления. Анализ показывает, что достаточно часто в качестве целевой функции выбирается один наиболее важный показатель качества, который характеризует быстродействие электропривода. Показано, что в ряде публикаций в рассмотрение вводятся и другие показатели, которые характеризуют точность, энергетические затраты и параметрическую надежность. Отмечается, что важнейшим показателем, в полной мере характеризующим вероятность безотказной работы электропривода, является запас работоспособности. Рассматриваются три стратегии формирования целевой функции. Первая из них предполагает поиск оптимума по критерию максимизации минимального запаса работоспособности. Такой подход рекомендуется для электроприводов ответственного назначения. Отличительной чертой предложенного алгоритма решения задачи является использование априорной информации о скоростях изменения управляемых параметров. Вторая стратегия предполагает такой вариант построения целевой функции, при котором обеспечивается заданный запас работоспособности, а поиск оптимума осуществляется по обобщенному критерию, учитывающему показатели быстродействия и энергетической эффективности и построенному на основе принципа равенства. Третья стратегия предполагает формирование целевой функции в виде аддитивной формы как обобщенного показателя экономической эффективности электропривода, построенного на основе всех рассматриваемых показателей качества. При этом устанавливаются функциональные зависимости между этим показателем и каждым показателем качества. Это позволяет записать искомую зависимость в виде аддитивной функции. В работе рассматриваются алгоритмы решения задачи применительно к первой стратегии, которые иллюстрируются конкретными примерами.
The issues of the target function formation when solving parametric optimization problems in relation to the automated electric drives of water transport objects. The complexity of solving the problem is due to its multi-criteria nature and the lack of reasonable methods for solving it for ship and shore electric drives. It is shown that at the stage of parametric synthesis, the controlled parameters of the main elements of the electric drive are optimized. At the same time, in the case of setting up the electric drive, such parameters are the gain coefficients and time constants of its control system. The analysis shows that quite often one most important quality indicator, which characterizes the speed of the electric drive, is chosen as the target function. It is shown that in recent years, other indicators that characterize accuracy, energy costs, and parametric reliability are also introduced into consideration. It is noted that the most important indicator that fully characterizes the probability of trouble-free operation of the electric drive is the reserve of efficiency. Three strategies for the formation of the target function are considered. The first of them involves the search for the optimum by the criterion of maximizing the minimum margin of efficiency. This approach is recommended for responsible electric drives. A distinctive feature of the proposed algorithm for solving the problem is the use of a priori information about the change rates of the controlled parameters. The second strategy involves the option of constructing the objective function, which is provided by a given working capacity stock, and the search for optimum is carried out according to the generalized criterion that takes into account the performance and energy efficiency and is based on the principle of equality. The third strategy involves the formation of the target function by way of an additive form as a generalized indicator of the economic efficiency of the electric drive, built on the basis of all considered quality indicators. At the same time, functional dependencies are established between this indicator and each quality indicator. This allows you to write the desired dependency in the form of an additive function. The algorithms for solving the problem in relation to the first strategy, which are illustrated by specific examples, are considered in the paper.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.