Презентация_Картазаев_5492_обновлённая

1.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра САУ
Развитие теории
автоматического управления в
России: от Вышнеградского к
современным интеллектуальным
системам
Студент: Картазаев И. Г. • группа 5492
Преподаватель: Трегуб Д. Р.
Санкт-Петербург, 2026
ВИЗУАЛЬНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ: от механического регулирования к робототехнике

2.

0 1 / П О С ТА Н О В К А Р А Б О Т Ы
Цель работы
Показать, как развивалась теория
автоматического управления в
России и как её классические
принципы используются в
современных интеллектуальных
системах.
Главный вопрос
Что изменилось в методах управления, а что
осталось инженерной основой?
От механического регулятора к современным
автоматизированным системам
Иллюстрация принципа механического регулирования
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
2

3.

02 / ПЛАН ИССЛЕДОВАНИЯ
Задачи исследования
Проследить
основные этапы развития теории регулирования в России.
Объяснить
вклад И. А. Вышнеградского и значение анализа устойчивости.
Сопоставить
классические, адаптивные и робастные методы управления.
Рассмотреть
применение интеллектуальных систем и ограничения их
использования.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
3

4.

03 / ИСТОРИЧЕСКАЯ ОСНОВА
От регулятора паровой машины к теории
И. А. Вышнеградский
1831–1895 • инженер-механик и исследователь
Проблема
изменение нагрузки вызывало
отклонение скорости и могло
приводить к колебаниям.
Подход
двигатель и регулятор следует
анализировать как единую динамическую
систему.
Результат
параметры регулирования можно
обосновывать расчётом устойчивости.
Механический центробежный регулятор — иллюстрация принципа
Историческая справка: Большая российская энциклопедия, статья «Вышнеградский Иван Алексеевич»; работа о регуляторах, 1876–1877 гг.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
4

5.

04 / БАЗОВЫЙ ПРИНЦИП
Обратная связь: как работает замкнутый контур
заданное значение
ошибка
Задание r
+
−
расчёт воздействия
Регулятор
физический процесс
измеренное значение
Объект
Датчик
выход y
обратная связь: датчик возвращает измеренное значение на вход сравнения
Регулятор действует по ошибке между заданием и измеренным состоянием объекта.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
5

6.

05 / КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Что проверяет инженер
выход y(t)
Модель объекта
Описывает, как выход меняется при
задании и возмущении.
Устойчивость
перерегулирование
После возмущения отклонение должно
затухать, а режим оставаться
допустимым.
заданное значение
Качество регулирования
Время переходного процесса, ошибка
и перерегулирование.
время
Схематическая переходная характеристика; фактический вид зависит от модели объекта и настройки регулятора.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
6

7.

06 / М Е ТОДЫ У ПРА ВЛ Е НИ Я
Адаптивное и робастное управление
АДАПТИВНОЕ
РО БА С Т Н О Е
Подстраивается под изменения
Учитывает неопределённость
Система оценивает изменившиеся свойства
объекта и корректирует настройки в процессе
работы.
Регулятор заранее проектируют так, чтобы
система сохраняла требуемые свойства в
заданном диапазоне изменений.
допустимые параметры объекта
измерения
оценка
настройка
Пример: меняется масса робота или нагрузка.
проектирование с запасом
Методы могут дополнять друг друга: робастность задаёт запас, адаптация учитывает текущий режим.
По материалам: Андриевский Б. Р. и др. Адаптивное управление роботизированными подвижными объектами. Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
7

8.

07 / СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ
Что добавляет интеллектуальное управление
Данные
камеры и датчики
Оценка ситуации
положение и окружение
Прогноз и план
выбор следующего действия
Команда
исполнение и проверка
Автономный мобильный робот в исследовательской лаборатории
Интеллектуальный модуль помогает распознавать обстановку и планировать, а классический контур
отвечает за быстрое управление приводами.
Изображение иллюстративное; структура отражает типовую архитектуру интеллектуальной системы управления.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
8

9.

08 / П РАК ТИ ЧЕ С КО Е П РИ М Е НЕ НИ Е
Два характерных примера
МОБИЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Карта и локализация • обнаружение
препятствий • выбор траектории.
Управление приводом • контроль точности
диагностика оборудования по сигналам.
В обоих случаях алгоритм оценивают не по «интеллектуальности», а по точности, надёжности и пользе для
процесса.
Изображения иллюстративные. Примеры задач соответствуют типичным направлениям промышленной автоматизации и робототехники.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
9

10.

0 9 / О Г РА Н И Ч Е Н И Я
Интеллект не отменяет требования безопасности
Риск
Что должен предусмотреть инженер
Шумные или неполные данные
Проверять на разных режимах, контролировать
качество измерений.
Необъяснимый результат модели
Ограничивать управляющее воздействие и
контролировать выход алгоритма.
Отказ датчика или связи
Предусмотреть безопасный режим и независимые
функции защиты.
Надёжная архитектура сочетает проверенный регулятор, интеллектуальный модуль и независимую
защиту.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
10

11.

10 / ВЫВОДЫ
Классическая теория и интеллект дополняют друг друга
История автоматического управления — это не отказ от
классики, а расширение её возможностей.
Модель и устойчивость
остаются основой проектирования.
Адаптивные и робастные методы
помогают работать при изменении объекта и
неопределённости.
Интеллектуальные алгоритмы
добавляют распознавание, прогноз и планирование, но требуют
проверки.
Спасибо за внимание
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
11

12.

1 1 / Л И Т Е Р АТ У Р А
Основные источники
1.
Вышнеградский И. А. Об общей теории регуляторов. 1876.
2.
Востриков А. С., Французова Г. А. Теория автоматического регулирования. 2022.
3.
Андриевский Б. Р., Поляхов Н. Д., Путов В. В., Шелудько В. Н. Адаптивное управление роботизированными
подвижными объектами // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2016. № 5. С. 61–77.
4.
Рыбина Г. В. Ситуационное управление и интеллектуальные системы // Нейрокомпьютеры: разработка,
применение. 2026. Т. 28, № 2. С. 51–69.
5.
ГОСТ Р 71765-2024. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Общие
требования.
Иллюстрации на слайдах 1, 2, 4, 8 и 9 созданы специально для этой презентации и носят пояснительный характер.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ / СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
КАРТАЗАЕВ И. Г. • ГР. 5492
12