СИНТЕЗ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПОЛУЧЕНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ДОЗИМЕТРИИ

Краткое описание

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ
ИНСТИТУТ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

На правах рукописи

Епифанов Юрий Михайлович

УДК 621.3.078.3

СИНТЕЗ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ
ПРОЦЕССАМИ ПОЛУЧЕНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ДОЗИМЕТРИИ

05.13.07 – автоматизация процессов управления

Диссертация на соискание ученой степени
доктора технических наук

Научный консультант:
Суздаль Виктор Семенович,
доктор технических наук, с.н.с.

ХАРЬКОВ – 2013

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ................................................. 5
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................... 7
РАЗДЕЛ 1 .......................................................................................................... 20
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ.......................................................................................... 20
1.1. Технологический процесс выращивания сцинтилляционных
монокристаллов из расплава............................................................................ 20
1.2. Автоматизация процесса управления..................................................... 27
1.3. Отказоустойчивость многопроцессорной системы................................ 35
1.3.1. Моделирование на этапах диагностирования динамических
систем................................................................................................................. 37
1.3.2 Анализ методов диагностирования динамических систем.................. 42
1.3.2.1 Методы функционального диагностирования МПС......................... 42
1.3.2.2. Проекционная аппроксимация моделей динамических систем...... 51
1.3.2.3. Моделирование динамических систем при использовании
методов распознавания образов...................................................................... 53
1.3.2.4. Методы тестового диагностирования МПС...................................... 57
1.4. Цели и задачи исследования..................................................................... 66
РАЗДЕЛ 2 .......................................................................................................... 68
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ .................................... 68
ВЫРАЩИВАНИЯ........................................................................................... 68
2.1. Моделирование процесса кристаллизации.............................................. 68
2.2. Объект исследования................................................................................. 75
2.2.1. Матричные делители нуля..................................................................... 78
2.2.2. Некоммутативность моделей................................................................. 83
2.3. Математические модели процесса выращивания................................... 85
2.3.1. Допущения и предположения о входных переменных....................... 86
2.3.2. Допущения и предположения о матрицах............................................ 87
2.4. Идентификация структуры многомерных линейных моделей............ 88
2.5. Оценивание параметров многомерных стохастических моделей......... 97
3
2.5.1. Постановка задачи оценивания............................................................. 97
2.5.2. Алгоритм оценивания параметров...................................................... 100
2.6. Верификация многомерных моделей..................................................... 105
2.7. Модели процессов выращивания крупногабаритных
сцинтилляционных монокристаллов............................................................. 108
2.8. Выводы к разделу..................................................................................... 123
РАЗДЕЛ 3 ........................................................................................................ 125
СИНТЕЗ РОБАСТНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ............................................... 125
3.1. Постановка задачи исследования........................................................... 125
3.2. Линейные матричные неравенства......................................................... 127
3. 3. Нормы передаточных матриц замкнутых систем................................ 130
3.4. Синтез модального управления на основе линейных матричных
неравенств........................................................................................................ 132
3.4.1. LMI-области........................................................................................... 133
3.4.2. Синтез модального управления........................................................... 138
3.5. Синтез методом формирования контура............................................... 139
3.6. Синтез регулятора для управления процессом выращивания............ 149
3.6.1. Построение стандартного объекта...................................................... 149
3.6.2. Оптимизация задачи синтеза управления выращиванием................ 153
3.6.3. Алгоритм синтеза регулятора.............................................................. 154
3.7. Редукция замкнутой системы методом вложения................................ 156
3.8. Нули многомерной динамической системы.......................................... 160
3.9. Сравнительный синтез стабилизирующих регуляторов...................... 166
3.10. Выводы к разделу................................................................................... 184
РАЗДЕЛ 4 ........................................................................................................ 186
СОВМЕЩЕННОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОРНЫХ
СИСТЕМ......................................................................................................... 186
4.1. Постановка задачи исследования........................................................... 186
4.2. Система совмещенного диагностирования........................................... 187
4.2.1. Архитектура системы диагностирования........................................... 188
4
4.2.2. Модели объектов диагностирования в робастной системе.............. 195
4.3. Диагностирование программы управления ростовыми
установками..................................................................................................... 206
4.4. Анализ значений диагностических признаков ростовых режимов.... 220
4.5. Функциональное диагностирование экстремальных режимов
криталлизации................................................................................................. 231
4.6. Выводы к разделу..................................................................................... 246
РАЗДЕЛ 5 ........................................................................................................ 247
СИНТЕЗ И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ВЫРАЩИВАНИЕМ..................................................................................... 247
5.1. Цели проектирования.............................................................................. 247
5.2. Многомерные модели объекта управления........................................... 249
5.3. Синтез регулятора на интервалах выращивания.................................. 258
5.4. Система управления выращиванием...................................................... 292
5.5. Выводы к разделу..................................................................................... 301
ВЫВОДЫ........................................................................................................ 302
ПРИЛОЖЕНИЕ А......................................................................................... 308
ПРИЛОЖЕНИЕ Б......................................................................................... 325
ПРИЛОЖЕНИЕ В......................................................................................... 331
ПРИЛОЖЕНИЕ Г......................................................................................... 333
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................... 336

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АЧХ – амплитудно-частотная характеристика
ГМК – галоидный монокристалл
ИС – интеллектуальная система
КД – кристаллодержатель
КР – кристалл-расплав
ЛМН – линейные матричные неравенства
МК – микроконтроллер
МКР – монокристалл
МПС – многопроцессорная система
МПФ – матричная передаточная функция многомерной системы
MIMO – многомерная система
ОД – объект диагностирования
ОУ – объект управления
ОС – обратная связь
ПФ – передаточная функция
RCT – Robust Control Toolbox среды MatLab
ССД – совмещенная система диагностирования
СТД – система технического диагностирования
СУ – система управления
CST – Control System Toolbox среды MatLab
SISO – система с одним входом и одним выходом
ТД – тестовое диагностирование
ТП – технологический процесс
ЩГК – щелочногалоидный монокристалл
ФД – функциональное диагностирование
6
ФК – фронт кристаллизации
ФНУ – функциональные устройства
ФФК – форма фронта кристаллизации

ВВЕДЕНИЕ
Возникновение новых идей и направлений в области радиационной
физики, медицины, астрофизики, развитие науки и техники, в целом, свя-заны с интенсивным использованием монокристаллов, например, NaI(Tl),
CsI(Tl), CsI, CsI(Na), в качестве сцинтилляционных детекторов для реше-ния задач радиометрического приборостроения, в частности – задач дози-метрии [97, 99, 112, 122].
Дозиметрия ионизирующих излучений — раздел прикладной ядер-ной физики, предметом исследования которой является определение физи-ческих величин, характеризующих воздействие ионизирующих излучений
на среду, и разработка методов и средств для измерения этих величин. В
круг задач дозиметрии входят: измерение и расчет доз в полях источников
излучений и в биологических объектах, измерение активности
радиоактивных препаратов и др. Дозиметрия основана на измерении ио-низации, которую производит излучение в воздухе или газе, или на изме-рении энергии излучения, поглощенной средой. Методы измерения по-глощенной энергии в плотных средах основаны на ряде физических явле-ний, сопутствующих прохождению излучений через вещество. Старейший
метод регистрации ионизирующих излучений – фотографический. Этим
методом были получены первые сведения о новом виде энергии. Фото-пленку можно использовать и для измерения величины доз, так как сте-пень почернения пленки пропорциональна поглощенной энергии. На реги-страции световых вспышек (сцинтилляции), которые испускают возбуж-денные ионизирующими излучениями атомы и молекулы, основан сцин-тилляционный метод.
Сцинтилляционный метод основан на использовании детектора, в
котором используется люминесценция вещества детектора при поглоще-нии излучения с последующим преобразованием энергии световых фото-нов в электрический сигнал (при помощи фотоэлектронного умножителя).
8
Наиболее широко в качестве детектора в сцинтилляционном методе ис-пользуется сцинтилляционный монокристалл.
В настоящее время в производстве сцинтилляционных МКР, наибо-лее широко распространены многочисленные методы выращивания из
расплава – Стокбаргера, Киропулоса, Чохральского, тигельной зонной
плавки и др. Они составляют одну из наиболее представительных групп
методов, признаки которых определяются законосерностями направленной
кристаллизации.
Большой вклад в постановку и разрешение проблемы получения
МКР и создания автоматизированных систем управления процессами по-лучения этих кристаллов внесли представители школ Б.Л. Тимана, В.А.
Татарченко, В.С. Лейбовича, Г.А. Сатункина; идеи и методы совершенст-вования современных технологических процессов выращивания монокри-сталлов связаны с такими именами как Л.Г. Эйдельман, Б.В. Гринев, А.Д.
Тевяшев, В.И. Горилецкий, А.П.Оксанич. Их идеи и результаты исследо-ваний физико-технических особенностей процессов кристаллизации полу-чили широкое развитие при создании автоматизированных ростовых уста-новок для получения монокристаллов высокого качества.
Следует подчеркнуть, что производство крупногабаритных сцинтил-ляционных МКР [109, 110], с экономической точки зрения, является наи-более эффективным. Особенностями процесса выращивания крупногаба-ритных МКР, являются: многомерность и нестационарность этого объекта
управления, высокий уровень производственных шумов и влияние субъек-тивных факторов на качество, и надежность функционирования ТП. Ана-лиз этих особенностей позволяет понять причину того, что задачи развития
автоматизации управления процессами получения крупногабаритных МКР
9
и воспроизводимости его результатов, по-прежнему остаются актуальны-ми. Однако, и в настоящее время, можно констатировать: в промышленном
производстве крупногабаритных сцинтилляционных (диаметр, превышает
500 мм) МКР, использующих разнообразные алгоритмы управления диа-метром этих кристаллов, указанные алгоритмы обеспечивают стабиль-ность их диаметра, не лучше 2-3%.
Существенное ужесточение запросов потребителей к качественным
характеристикам кристаллов и возрастание объемов производства, форми-руют новые требования к разработчикам систем управления. С другой сто-роны, такие особенности процессов выращивания МКР как значительная
продолжительность (более 15 суток) и непрерывность рабочего цикла, ог-раничение вмешательства человека в ростовой процесс в условиях про-мышленного производства, определяют необходимость создания высоко-надежных и отказоустойчивых многопроцессорных СУ на основе встроен-ных средств диагностирования и восстановления работоспособности мик-ропроцессорных средств этих систем [27, 121].
Актуальность темы. На основе анализа существующих автоматизи-рованных систем управления технологическими процессами выращивания
установлено: в настоящее время отсутствует решение сложной проблемы,
которая стоит перед разработчиками СУ в условиях промышленного про-изводства кристаллов, синтеза стохастических многосвязных динамиче-ских систем управления нестационарными процессами выращивания
крупногабаритных сцинтилляционных МКР. Причиной этого является: не-полнота математических моделей без учета характерных особенностей
многосвязного с наличием неопределенностей объекта управления, что
оказывает влияние на результаты синтеза систем управления этим не ста-ционарным объектом, низкий уровень отказоустойчивости многопроцес-
10
сорных систе управления процессами кристаллизации. Эта проблема час-тично решена путем использования синтезированного на основе норм
∞HH /2 робастного ПИД-регулятора как регулятора заданной структуры
низкого порядка, путем использования алгоритмов апериодического
управления с прогнозированием и многомерного обобщенного прогнозно-го управления, а также синтеза двумерного робастного регулятора по вы-ходу методом смешанной чувствительности. В связи с этим, задача разра-ботки и обоснования нового эффективного подхода автоматизации управ-ления технологическими процессами выращивания сцинтилляционных
МКР, включая методические, теоретические и инженерно-технические ос-новы построения этих СУ, устойчивых к фактически имеющемуся уровню
неопределенности, создания комплекса отказоустойчивых программно-технических средств автоматизации для управления рассматриваемыми
ОУ в условиях промышленного производства, является актуальной и опре-деляет цели и задачи диссертационной работы.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Тема
диссертационной работы и полученные результаты отвечают проблемати-ке госбюджетных и хоздоговорных тем, которые выполняются в Институте
сцинтилляционных материалов (ИСМА) НАН Украины в области развития
методов проектирования СУ производством крупногабаритных щелочно-галоидных монокристаллов в 2005–2011 г.г., с научно-исследовательскими
работами, финансируемыми Национальной академией наук Украины:
1. «Разработка промышленных методов получения и организация
опытного производства позиционно-чувствительных сцинтилляторов
CsI(Na) для радиационных мониторов» (ГР № 0109U005410);
2. Государственная целевая научно-техническая программа «Разра-ботка и освоение микроэлектронных технологий, организация серийного
выпуска приборов и систем на их основе» на 2008–2011 г.г., утвержденная
Постановлением Кабинета Министров Украины от 21.11.07 № 1355 и рас-
11
поряжениями Президии НАН Украины от 13.12.07 № 806 и от 31.01.08 №
111;
3. «Исследование процессов тепло- и массопереноса при
выращивании крупногабаритных щелочногалоидных сцинтилляционных
монокристаллов» (ГР № 0104U006375);
4. «Разработка новой системы и алгоритмов автоматизированного
управления выращиванием крупногабаритных кристаллов» (ГР №
0103U003476), в которых соискатель был исполнителем отдельных этапов
по разработке моделей процессами кристаллизации и синтезу систем авто-матизированного управления классом многосвязных, нестационарных тех-нологических процессов выращивания крупногабаритных монокристаллов.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы яв-ляется разработка нового подхода к синтезу систем автоматизированного
управления технологическими процессами получения сцинтилляционных
материалов для дозиметрии на основе применения линейных матричных
неравенств, для решения задач робастного управления, создание комплекса
отказоустойчивых программно-технических средств управления процесса-ми кристаллизации в условиях промышленного производства.
Основные задачи диссертационной работы, определенные постав-ленной целью:
— анализ существующих методов синтеза систем автоматизированного
управления технологическими процессами получения сцинтилляционных
материалов для дозиметрии;
— разработка математических моделей ТП получения материалов как
объекта управления с использованием регрессионных методов и после-дующим представлением оцененных моделей в терминах пространства со-стояний и передаточных функций; исследование многосвязности ОУ на
основе учета его алгебраических особенностей;
— обоснование метода синтеза робастного стабилизирующего регуля-тора на интервалах получения материалов с квазистационарными тепло-
12
выми условиями, для гарантированного обеспечения регулятором требуе-мого уровня робастной устойчивости и качества процесса управления;
— разработка метода редукции системы управления полного порядка, с
использованием технологии вложения для получения модели реализуемого
регулятора пониженного порядка;
— разработка метода синтеза системы управления выращиванием
крупногабаритных щелочно-галоидных монокристаллов с двумерным ро-бастным регулятором для увеличения точности поддержания тепловых
режимов кристаллизации при максимальных возмущениях;
— разработка моделей и методов проектирования отказоустойчивых
многопроцессорных систем управления ТП для повышения работоспособ-ности этих систем;
— разработка способа управления диаметром кристалла с дискретным
вытягиванием его из расплава и непрерывной подпиткой расплава.
Объект исследования: процессы в системах автоматизированного
управления технологическими параметрами выращивания крупногабарит-ных сцинтилляционных монокристаллов из расплава.
Предмет исследования: модели, методы и процедуры синтеза сис-тем робастного и модального управления процессами получения сцинтил-ляционных материалов для дозиметрии.
Методы исследований. В теоретических исследованиях использо-ваны методы: системного подхода; анализа и синтеза; моделирования.
Фундаментальные положения теории управления в условиях неполной ин-формации, в частности, методы робастного и модального управления на
основе стохастических моделей ОУ – для выбора, обоснования и синтеза
систем и алгоритмов управления процессами выращивания МКР. Исследо-вания и моделирование проведены с использованием теории робастного
управления, линейных матричных неравенств, технологии вложения,
13
функционального анализа, методов теории линейных систем и процедуры
построения робастных регуляторов на основе ∞H оптимизации, регресси-онные методы идентификации. Методы технической диагностики приме-нены для разработки функциональных и тестовых средств диагностирова-ния МПС управления.
Оценка эффективности разработанных методов осуществлена на
основе анализа экспериментальных данных и результатов выращиваний,
полученных при реализации разработок в производственных условиях.
Научная новизна полученных результатов. Основной научный
результат диссертационной работы состоит в разработке нового подхода к
синтезу автоматизированных робастных систем управления технологиче-скими процессами получения сцинтилляционных материалов для дозимет-рии в условиях нестационарности, стохастичности, многосвязности объек-та управления и повышении отказоустойчивости технических средств
управления.
Научную новизну определяют следующие положения.
1. Получили дальнейшее развитие математические модели процессов
получения сцинтилляционных материалов на основе использования рег-рессионных методов с последующим представлением оцененных моделей
в терминах пространства состояний и передаточных функций, учета алгеб-раических особенностей объекта управления, в виде наличия делителей
нуля и/или в виде некоммутативности, что дало возможность с единых по-зиций формально-математического описания различных взаимодействую-щих систем провести синтез робастного стабилизирующего регулятора
многосвязной системы управления.
2. Впервые предложено синтезировать системы автоматизированно-го управления классом стохастических, многосвязных, нестационарных
технологических процессов получения сцинтилляционных материалов на
14
основе ∞H метода формирования контура управления, что дает возмож-ность обеспечить заданное размещение полюсов замкнутой системы на
комплексной плоскости, робастные устойчивость и требуемое качество
управления, и, рассматривая объект управления как динамическое звено с
неопределенностью, решить нестационарную многосвязную задачу синте-за.
3. Усовершенствована процедура выбора формирующих функций
низкого порядка для синтеза автоматизированного управления технологи-ческими процессами ∞H методом формирования контура, что дает воз-можность повысить эффективность процесса синтеза путем задания же-лаемого поведения сингулярных чисел разомкнутой системы во всем диа-пазоне частот при минимально возможном значении ∞H нормы переда-точной функции замкнутой системы.
4. Впервые предложен метод редукции в пространстве состояний
системы управления полного порядка по сбалансированной реализации
функции чувствительности замкнутой системы, последующим использо-ванием технологии вложения для получения модели регулятора. Редуци-рованная замкнутая система является приближением с минимальной ган-келевой нормой к исходной системе, что дает возможность синтезировать
реализуемый регулятор пониженного порядка для номинального объекта
управления и уменьшить ганкелеву норму разности исходной и редуциро-ванной замкнутых систем, по сравнению с методом редукции регулятора в
разомкнутой системе.
5. Впервые выполнен синтез системы управления выращиванием
крупногабаритных сцинтилляционных монокристаллов с двумерным роба-стным регулятором, отличающийся тем, что требования робастной устой-чивости и робастного качества при синтезе многомерного регулятора запи-саны как требования максимизации сингулярных чисел функции чувстви-тельности, функции дополнительной чувствительности и передаточной
функции от возмущения к управлению замкнутой системы, что дает воз-
15
можность увеличить точность поддержания тепловых режимов выращива-ния при максимальных возмущениях.
6. Впервые предложена архитектура системы совмещенного диаг-ностирования в многопроцессорных системах управления получением
сцинтилляционных материалов, что дает возможность в режиме реального
времени управления объектом осуществлять функциональное и тестовое
диагностирование необходимой глубины и за счет этого повысить отказо-устойчивость системы управления.
7. Впервые предложен метод идентификации сбоев в технических
средствах управления по смешанной операторной норме, что дает возмож-ность уверенно диагностировать неисправности системы управления по
величине отношения норм выходного и входного сигналов системы управ-ления и обеспечивает эффективность диагностирования в экстремальных
режимах работы системы управления.
8. Получил дальнейшее развитие способ управления диаметром
кристалла с дискретным вытягиванием его из расплава, непрерывной под-питкой расплава, отличающийся тем, что количество локальных циклов
управления увеличено в три раза, а интервалы выращивания с квазиста-ционарными тепловыми режимами кристаллизации при робастном управ-лении оптимизированы по длительности минимизацией максимального
сингулярного значения передаточной функции замкнутой системы от воз-мущения «колебания поверхности расплава в тигле» к управлению, что
увеличивает запасы робастной устойчивости при неопределенности объек-та управления.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и
рекомендаций диссертационной работы подтверждены корректным ис-пользованием современных методов проектирования СУ; сравнительными
оценками предлагаемых методов и решений по уровню сложности; резуль-татами моделирования и тестирования разработанных алгоритмов и техни-ческих средств СУ; экспериментальными исследованиями систем управле-
16
ния ростовыми установками в лабораторных и промышленных условиях
производства крупногабаритных сцинтилляционных МКР для дозиметри-ии.
Практическое значение полученных результатов. Практическая
значимость результатов работы обусловлена:
– повышением эффективности производства сцинтилляционных МКР
CsI(Na), NaI(Tl), CsI(Tl) массой до 500 кг, диаметр которых до 500 мм бла-годаря использованию нового подхода к синтезу систем управления про-цессом кристаллизации, основанного на применении ЛМН, для решения
задач робастного и модального управления многомерными, многосвязны-ми и стохастичными ОУ;
– снижением себестоимости сцинтилляционных МКР и увеличением
конкурентоспособности отечественных детекторов и дозиметров, выпол-ненных из этих монокристаллов на мировом рынке благодаря синтезиро-ванной системе управления выращиванием крупногабаритных сцинтилля-ционных монокристаллов с двумерным робастным регулятором, повыше-нию выхода кристаллов высокого качества, который составил не менее
80% от их общей массы.
Результаты, полученные в диссертационной работе, подтверждены
экспериментальными исследованиями и реализованы на опытном произ-водстве ИСМА НАН Украины по выращиванию кристаллов в ходе разра-ботки алгоритмов управления, создании информационного и программно-технического обеспечения систем управления процессами получения
сцинтилляционных материалов на промышленных установках типа
«РОСТ» в ИСМА НАН Украины (акт внедрения от 05.04.2012 г., Прило-жение Г).
В условиях промышленного производства кристаллов испытаны и
откорректированы основные алгоритмы работы синтезированных СУ, про-граммы и многопроцессорные устройства управления ТП выращивания
МКР. Результаты представленные в диссертации, доведены до уровня не-
17
посредственного практического использования инженерно-техническими
работниками ИСМА, в качестве формальных методов программирования
средств управления. Применение этих средств позволило избежать появ-ления фатальных ошибок и материальных потерь в процессе промышлен-ного производства сцинтилляционных МКР, повысить воспроизводимость
процессов кристаллизации. Один из патентов (UA 86105) (из акта
внедрения диссертационной работы) представлен в 2010г. предприятием
ИСМА (патентообладатель) Департаменту интеллектуальной собственно-сти для участия в конкурсе наиболее значимых в Украине разработок в
2009г. – «Изобретение-2009». В материалах представления приведены
данные экспортных поставок готовой продукции предприятием ИСМА
сторонним потребителям :
в Украине – ООО “НПП Учебная техника”, г. Ровно; Институт ядер-ных исследований НАН Украины, г. Киев,
за рубежом – фирмы “Scintitech”, “Sintimax”, “Proteus” (США);
“Radcore Co” (Корея); “Сайоникс” (Нидерланды); “Тимет” (Беларусь) и др.
Общая сумма поставок различных заготовок и изделий вышеуказан-ным отечественным и зарубежным потребителям в этом случае составила
более 15 млн. гривен.
Полученные в диссертации результаты представляют собой совокуп-ность новых знаний, которые позволяют проектировать МПС управления
современными установками для выращивания сцинтилляционных МКР.
Личный вклад соискателя. Все основные результаты диссертации,
которые вынесены на защиту, получены соискателем самостоятельно.
Среди них: новый подход автоматизации процессов управления кристал-лизацией сцинтилляционных МКР на основе применения линейных мат-ричных неравенств, для решения задач робастного и модального управле-ния. Впервые предложенные: синтез систем автоматизированного управ-ления классом стохастических многосвязных, нестационарных технологи-ческих процессов выращивания крупногабаритных сцинтилляционных мо-
18
нокристаллов, проведенный на основе ∞H метода формирования контура
управления с последовательными формирующими функциями; метод ре-дукции в пространстве состояний системы управления кристаллизацией
полного порядка по сбалансированной реализации функции чувствитель-ности замкнутой системы; синтез системы управления выращиванием
крупногабаритных щелочно-галоидных монокристаллов с двумерным ро-бастным регулятором; архитектура системы совмещенного диагностирова-ния в многопроцессорных системах управления кристаллизацией; метод
идентификации сбоев в технических средствах управления кристаллизаци-ей по смешанной операторной норме. Получившие развитие: математиче-ские модели процесса выращивания крупногабаритных монокристаллов с
использованием регрессионных методов с последующим представлением
оцененных моделей в терминах пространства состояний и передаточных
функций; способ управления диаметром кристалла с дискретным вытяги-ванием его из расплава, непрерывной подпиткой расплава и робастным
управлением путем оптимизации по длительности интервалов выращива-ния с квазистационарными тепловыми режимами кристаллизации миними-зацией максимального сингулярного значения передаточной функции
замкнутой системы от возмущения «колебания поверхности расплава в
тигле» к управлению. Усовершенствованная процедура выбора форми-рующих функций низкого порядка для синтеза автоматизированного управ-ления технологическими процессами ∞H методом формирования контура,
задающих желаемое поведение сингулярных чисел разомкнутой системы
во всем диапазоне частот при минимально возможном значении ∞H нормы
передаточной функции замкнутой системы.
Апробация результатов диссертации. Основные научные положения
и результаты работы докладывались и обсуждались на:
Int. Conf. on Inorganic Scintillators and their applications «SCINT – 97». –
China. Shanghai, 1997; Europ. Material Conf. «E-MRS – 1999». – Strasburg,
1999; IX Нац. конфер. по росту кристаллов (НКРК-2000). – Москва, 2000;
19
Х Российской нац. конфер. по росту кристаллов (НКРК-2002). – Москва,
2002; Conf. of Functional Materials (ICFM-2003). - Partenit (Ukraine), 2003;
Int. Conf. of Crystal Materials «ICCM'2005». – Kharkov, 2005; Междунар.
конфер. ”Инженерия сцинтилляционных материалов и радиационные
технологии”(ИСМАРТ-2008). – Харьков, 2008; XIII Национальн. конфер.
по росту кристаллов (НКРК – 2008). – Москва, 2008; 22-й Междунар.
науч.-практич. конф. “Перспективные компьютерные, управляющие и те-лекоммуникационные системы ж/д транспорта Украины”. –Харьков-Алушта, Крым, 2009; 4-й Междунар. науч.-практич. конф. (МЭТИТ – 4). –
Кременчуг, 2010; 3-й Междунар. науч. конф. «Функциональная
компонентная база микро-, опто- и наноэлектроники». – Харьков-Кацивели, 2010; 18 Междунар. конф. по автоматическому управлению
«Автоматика-2011». – Львов, 2011; 19 Междунар. конф. по автоматиче-скому управлению «Автоматика-2012». – Киев, 2012; «Конф. стран СНГ по
росту кристаллов». – Харьков, 2012.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 32 научные рабо-ты, среди которых 1 монография, 22 в международных и отечественных
специализированных изданиях, 4 патента Украины и России.
Структура диссертации. Диссертация состоит из вступления, 5 раз-делов, выводов, приложений и списка использованных источников. Пол-ный объем диссертации содержит 362 страницы, включая 95 рисунков по
тексту, 29 таблиц, 4 приложения на 25 страницах, 251 наименование ис-пользованных литературных источников на 26 страницах.

Список литературы

ВЫВОДЫ

Итогом диссертационной работы явиляется разработка и обоснова-ние нового подхода автоматизации процессов управления в важной народ-но-хозяйственной отрасли – производстве крупногабаритных сцинтилля-ционных монокристаллов, обеспечивающего повышение устойчивости и
качества процессов управления нестационарными и стохастичными про-цессами выращивания. Основные теоретические и практические результа-
303
ты, проведенные исследования, постановка и разрешение на этой основе
важной прикладной проблемы – синтез робастных и отказоустойчивых
систем модального управления процессом выращивания крупногабарит-ных монокристаллов, позволяют сформулировать следующие выводы.
1. Проведен анализ методов синтеза систем автоматизированного
управления сложно организованными технологическими процессами. Для
автоматизации процессов выращивания крупногабаритных монокристал-лов класса VIII BA показана перспективность нового подхода синтеза, осно-ванного на применении теории линейных матричных неравенств, как для
решения задач робастного, так и модального управления, а также на ис-пользовании технологии вложения, что позволило повысить степень науч-ной обоснованности технических проектов по усовершенствованию систем
управления процессами кристаллизации и эффективность производствен-ного процесса
2. Сформулированы основные положения нового подхода к по-строению систем автоматизированного управления технологическими про-цессами выращивания крупногабаритных монокристаллов на основе
∞H метода формирования контура управления с последовательными фор-мирующими функциями. Предложенный метод обеспечил заданное раз-мещение собственных чисел МПФ замкнутой системы на комплексной
плоскости, гарантированные «робастность» устойчивости и требуемое ка-чество управления классом стохастических многосвязных систем кристал-лизации, оптимальный выбор основных интервалов робастной стабилиза-ции процесса выращивания, что повысило эффективность автоматизиро-ванного управления этими процессами.
3. Получили дальнейшее развитие математические модели процесса
кристаллизации крупногабаритных монокристаллов путем учета алгебраи-ческих особенностей объекта управления с использованием регрессионных
методов с последующим представлением оцененных моделей в терминах
304
пространства состояний и передаточных функций. Показано, что процессы
выращивания сцинтилляционных монокристаллов являются нестационар-ными, сложно организованными многомерными объектами управления 4-го – 6-го порядка. Исследованы инварианты математических моделей про-цессов выращивания и показана многосвязность этих моделей, что позво-лило с единых позиций формально-математического описания различных
взаимодействующих систем провести синтез робастного стабилизирующе-го регулятора многосвязной системы управления кристаллизацией.
4. Усовершенствована процедура выбора формирующих функций
низкого порядка для синтеза автоматизированного управления технологи-ческими процессами с использованием ∞H метода формирования контура,
задающих желаемое поведение сингулярных чисел разомкнутой системы
во всем диапазоне частот при минимально возможном значении ∞H нормы
передаточной функции замкнутой системы, что повысило эффективность
процедуры синтеза регулятора пониженного порядка в системах управле-ния кристаллизацией.
5. Сформулирована и решена задача редукции в пространстве со-стояний для системы управления выращиванием полного порядка по сба-лансированной реализации функции чувствительности замкнутой системы.
Редуцированная замкнутая система является приближением минимальной
ганкелевой нормы к исходной системе, что позволяет синтезировать реа-лизуемый регулятор пониженного порядка для номинального объекта
управления с использованием технологии вложения для получения модели
регулятора и более, чем на 20% уменьшить ганкелеву норму разности
замкнутых исходной и редуцированной систем, по сравнению с методом
редукции регулятора в разомкнутой системе.
6. На примере синтеза системы управления выращиванием крупно-габаритных щелочногалоидных монокристаллов с двумерным робастным
регулятором выполнены требования робастной устойчивости и робастного
качества, которые записаны как требования максимизации сингулярных
305
чисел функции чувствительности, функции дополнительной чувствитель-ности и передаточной функции от возмущения к управлению замкнутой
системы. В синтезированной системе, по сравнению с системой апериоди-ческого управления с прогнозированием, обеспечена высокая динамиче-ская точность процесса управления диаметром путем увеличения степени
устойчивости η 0.001, уменьшения колебательности системы φ 4е+002) неисправности основных
микропроцессорных модулей системы управления кристаллизацией. Бла-годаря тому, что система не требует знания математической модели объек-та диагностирования, обеспечено более простое и эффективное диагности-рование в экстремальных режимах функционирования системы управле-ния.
9. В результате оптимизации по длительности интервалов выращи-вания с квазистационарными тепловыми режимами кристаллизации путем
минимизации максимального сингулярного значения передаточной функ-ции замкнутой системы от возмущения «колебания поверхности расплава
в тигле» к выходу, получил дальнейшее развитие способ управления диа-метром кристалла с дискретным вытягиванием его из расплава, непрерыв-ной подпиткой расплава и робастным управлением. При этом существенно
увеличен запас робастной устойчивости при неструктурной неопределен-ности объекта управления. Внедрение данного способа управления на
промышленных ростовых установках позволило стабилизировать массо-вую скорость кристаллизации, обеспечить отклонение диаметра по длине
кристалла меньше, чем 3÷5 мм (7÷10 мм в традиционном способе управле-ния). Получены монокристаллы высокого качества, что подтверждено экс-портными поставками изделий из этих кристаллов, которые удовлетворяют
как украинских, так и зарубежных потребителей.
На основе анализа особенностей управления тепловыми условиями
и материальными потоками выращивания МКР сформулированы требова-
307
ния к аппаратному обеспечению МПС управления. Разработаны, испыта-ны, и защищены патентами технические средства управления и диагности-рования, которые внедрены в производство.
Применение разработанных средств обеспечило производство
структурно совершенных монокристаллов с высокой оптической прозрач-ностью, равномерным распределением примеси, нестабильностью диамет-ра, не превышающей 2% по всей длине МКР, с гарантированным выходом
из них качественных детекторов ионизирующих излучений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Авдонин Н. А. Математическое описание процессов кристаллиза-ции / Авдонин Н. А. – Рига: Знание, 1980. – 178 с.
2. Александров А. Г. Синтез регуляторов многомерных систем /
Александров А. Г. – М.: Машиностроение, 1986. – 187 с.
3. Вильке К. Выращивание кристаллов / Вильке К. – Л.: Недра, 1977. –
600 с.
4. Гандмахер Ф. Р. Теория матриц / Гандмахер Ф. Р. – М.: Наука, 1966.
– 460 с.
5. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя / Л.
Льюнг. – М.: Наука, 1991.– 432 с.
6. Мееров М. В. Системы многосвязного регулирования / М. В. Мее-ров. – М.: Наука, 1965. – 384 с.
7. Перельмутер В. М. Пакеты расширения Matlab / В. М. Перельмутер.
– М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. – 224 с.
8. Позняк А. С., Основы робастного управления (Н-теория): Учеб. по-собие / А. С. Позняк. – М.: МФТИ, 1991. – 128 с.
9. Татарченко В. А. Устойчивый рост кристаллов / В. А. Татарченко. –
М.: Наука, 1988. – 310 с.
10. Уонэм М. Линейные многомерные системы управления / М. Уонэм
– М.: Наука, 1980 – 376 с.
11. Francis B. A. Course in H-control theory. Lecture notes in control and
information sciences / В. А. Francis. – Berlin: Springer Verlag, 1987. – V.88. –
156 p.
12. Ляпунов A. M. Общая задача об устойчивости движения /
А. М. Ляпунов. – М.–Л.: Гостехиздат, 1950. – 473 с.
13. Острем К. Введение в стохастическую теорию управления /
К. Острем. – М.: Мир, 1973. – 322 с.
337
14. Kirk, D. E. Optimal control theory / D. E. Kirk. – New York, 2004. –
495 p.
15. Bode H.W. Network Analysis and Feedback Amplifier Design / H. W.
Bode. – Princeton, N. J.: Van Nostrand. – 1945. – 235 p.
16. Пат. 93940 Украина, МПК
9 С 30В 15/20. Устройство для
выращивания монокристаллов из расплава в ампуле / В. С. Суздаль, Ю. М.
Епифанов, Ю. С. Козьмин [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г.
Харьков. – № а 2009 08356; заявл. 07.08.09; опубл. 25.03.11, Бюл. – № 6 .
17. Об одном методе синтеза многосвязных регуляторов / А. Д. Тевя-шев, Ю. М. Епифанов, Ю. С. Козьмин [и др.] // Восточно-Европейский
журнал передовых технологий : Системы управления. – Харьков. – 2009. –
№ 5/3 (41). – C. 56–64.
18. Козьмин Ю. С. Системы многомерного управления процессами
производства органических сцинтилляторов : автореф. дис. на соиск. уч.
степени канд. техн. наук : спец. 05.13.03 “Системы и проц. упр.” / Ю. С.
Козьмин. – Харьков, 2010. – 20 с.
19. Лодиз Р. Рост монокристаллов / Р. Лодиз, Р. Паркер. – М.: Мир,
1974. – 540 с.
20. Гроп Д. Методы идентификации систем / Д. Гроп. – М.: Мир, 1979.
– 592 с.
21. Соболев А. В. Системы многомерного робастного управления про-цессами выращивания крупногабаритных галоидных монокристаллов : ав-тореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук : спец. 05.13.03 “Системы
и проц. упр.” / А. В. Соболев. – Харьков, 2011. – 20 с.
22. Дейч А. М. Методы идентификации динамических объектов /
А. М. Дейч. – М.: Энергия, 1979. – 240 с.
23. Берлов С. Л. Достаточные условия существования левого кольца
частных для кольца, разложенного в сумму левых идеалов / С. Л. Берлов. //
338
Вопросы теории представлений алгебр и групп – 4: Записки научных се-минаров ЛОМИ, Т. 227. – Санкт-Петербург: Наука, 1995. – С. 9–14.
24. Крот А. М. Дискретные модели динамических систем на основе
полиномиальной алгебры / А. М. Крот. – Минск: Наука и техника, 1990. –
312 с.
25. Цыпкин Я. З. Основы информационной теории идентификации /
Я. З. Цыпкин. – М: Наука, 1984. – 320 с.
26. Кузовов Н. Т. Модальное управление и наблюдающие устройства /
Н. Т. Кузовов. – М.: Машиностроение, 1976. – 95 с.
27. Кулик А. С. Обеспечение отказоустойчивости систем управления /
А. С. Кулик. – Харьков: ХАИ, 1991. – 90 c.
28. Справочник по теории автоматического управления / Под ред.
А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 520 c.
29. Цыплаков А. Введение в прогнозирование в классических моделях
временных рядов/ Александр Цыплаков.// – Новосибирск: НГУ Квантиль,
2006. – № 1. – C 3–19.
30. Буков В. Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и
синтезу матричных систем. – Калуга: Изд-во науч. лит-ры Н. Ф. Бочкаре-вой, 2006. – 720 с.
31. Тавровский И. И. Синтез робастного регулятора заданной структу-ры для процесса кристаллизации : автореф. дис. на соиск. уч. степени канд.
техн. наук : спец. 05.13.07 “Автоматиз. проц. упр.” / И. И. Тавровский. –
Харьков, 2011. – 20 с.
32. Пат. 93798 Украина, МПК
9 С 30В 15/20, G05D 27/00. Способ
регулирования роста монокристаллов из расплава / В. С. Суздаль, Ю. М.
Епифанов, А. В. Соболев [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г.
Харьков. – № а 2009 12983; заявл. 14.12.09; опубл. 10.03.11, Бюл. № 5.
33. Суздаль В. С. Функциональное диагностирование системы
управления процессом выращивания крупногабаритных щелочно-
339
галоидных монокристаллов / Виктор Суздаль, Юрий Епифанов // Приборы
и системы. Управление, контроль, диагностика. – M.: Научтехлитиздат,
2010. – № 12. – С. 32–40.
34. Суздаль В. С. Функциональное диагностирование робастной сис-темы управления процессом выращивания крупногабаритных монокри-сталлов / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, А. В. Соболев // Инженерная фи-зика. – M.: Научтехлитиздат, 2011. – № 9. – С. 31–38.
35. Суздаль В. С. Робастное управление кристаллизацией крупногаба-ритных монокристаллов / Виктор Суздаль, Юрий Епифанов //
Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – Харьков:
УкрДАЗТ, 2011. – № 1 (86)′. – С. 53–58.
36. Суздаль В. С. Редукция модели при синтезе регуляторов для
управления кристаллизацией / Виктор Суздаль, Юрий Епифанов // Восточ-но-Европейский журнал передовых технологий : Системы управления –
Харьков. – 2011. – № 2/3 (50). – C. 31–34.
37. Суздаль В. С. Модальное управление выращиванием крупногаба-ритных монокристаллов / Виктор Суздаль, Юрий Епифанов // "Вестник
НТУ ХПИ": "Новые решения в современных технологиях".– Харьков: НТУ
"ХПИ", 2011. – № 10. – С. 55–61.
38. Суздаль В. С. Синтез регуляторов пониженного порядка для управ-ления кристаллизацией / Виктор Суздаль, Юрий Епифанов // Международ-ный научно-технический журнал «Проблемы управления и информатики».
– 2012. – № 2 . – С. 130–135.
39. Суздаль В. С. Сравнительный синтез робастных регуляторов для
управления кристаллизацией / В.С. Суздаль, Ю.М. Епифанов, А.В.
Соболев // Международный научно-технический журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2012. – № 3 . – С. 135–140.
40. Буков В.Н. Решение матричных уравнений методом канонизации /
В.Н. Буков, В.Н. Рябченко, В.В. Косъянчук, Е.Ю. Зыбин // Вестник Киев-
340
ского ун-та : Сер. Физ..-матем. Науки. Вып. 1. – Киев: Изд. Киевского нац.
ун-та. – 2002. – С. 19-28.
41. Буков В.Н. Вложение систем. Линейное управление / В.Н. Буков,
В.Н. Рябченко // Автоматика и телемеханика. – 2001. – №1. – С. 50–66.
42. Автоматика/Automatics – 2012. 19 Международная конференция по
автоматическому управлению, 26–28 сент. 2012 года: материалы конфе-ренции. / – К: Изд-во «НУПТ», 2012. – C. 275–276. – 487 с.
43. Гилл Ф. Практическая оптимизация. / Ф. Гилл, У. Мюррей, М.
Райт. – М.: Мир, 1985. – 250 с.
44. Вложение систем / В. Н. Буков, В. С. Кулабухов, И. М. Максимен-ко [и др.] // Автоматика и телемеханика. – 1999. – № 8. – С. 61–73.
45. Автоматика/Automatics – 2011. 18 Международная конференция по
автоматическому управлению, 28–30 сент. 2011 года: материалы конфе-ренции. / – Львов: Изд-во «Львовская политехника», 2011. – C. 95. – 430 с.
46. Безопасность атомных станций: Информационные и управляющие
системы / [Васильченко В. Н., Виноградская С. В., Гольдрин В. М. и др.] ;
под ред. M. A. Ястребенецкого. – K.: Техника, 2004. – 472 c.
47. Соловьев В. В. Проектирование цифровых систем на основе ПЛИС
/ В. В. Соловьев. – M: – Горячая линия. Телеком, 2007. – 636 c.
48. Иванов А. Два направления JTAG Technologies / А. Иванов. // Про-изводство электроники: технологии, оборудование, материалы. – 2010. –
№3. – C. 1–3.
49. Пат. 95417 Украина. МПК (2011.01) C30B 15/20 (2006.01), G05D
27/00. Устройство для выращивания монокристаллов группы А
II
В
VI// Суз-даль В.С., Епифанов Ю.М., Соболев А.В. [и др.]; заявитель и патентообла-датель ИСМА, г. Харьков. – № а 2010 11146; заявл. 17.09.10; опубл.
25.07.11, Бюл. № 14.
50. Казначеев В. И. Диагностика неисправностей цифровых автоматов
/ В. И. Казначеев. – М.: Сов. Радио, 1975. – 256 с.
341
51. Биргер И. А. Техническая диагностика / И. А. Биргер. – М.: Маши-ностроение, 1978. – 320 с.
52. Дианов В. Н. Диагностика и надежность автоматических систем /
В. Н. Дианов. – M: МГИУ, 2005. –159 с.
53. Проектирование и диагностика компьютерных систем и сетей /
[М. Ф. Бондаренко, Г. Ф. Кривуля, В. Г. Рябцов и др.]. – К.: НМЦ ВО,
2000. – 596 с.
54. Standard Test Access Port and Boundary-Scan Architecture : IEEE
1149.1÷4. – ASSET Inter Tech, Inc., 1998. – 68 p.
55. Standard for Embedded Core Test : IEEE P1500 – ASSET Inter Tech,
Inc., 2000. – 105 p.
56. Ахиезер Н. И. Лекции по теории аппроксимации / Н. И. Ахиезер. –
M: Наука, 1965. – 234 с.
57. Ляпунов А. А. О логических схемах программ / А. А. Ляпунов // В
сб. «Проблемы кибернетики», вып. 1. – М.: Физматгиз, 1958. – C. 27.
58. Кортман С. М. Сокращение избыточности как практический метод
сжатия данных / С. М. Кортман // ТИИЭР. – 1967. – Т. 55, №3. – C. 23–25.
59. Жидков Н. П. Методы вычисления / И. С. Березин, Н. П. Жидков. –
М.: Физматгиз, 1962. – Т. 1. – С. 35.
60. Мироновский Л. А. Функциональное диагностирование динамиче-ских систем / Л. А. Мироновский. – Спб.: Санкт-Петербургский ун-т, 1998.
– 256 с.
61. Мироновский Л. А. Моделирование линейных систем: [учеб. посо-бие] / Л. А. Мироновский. – Спб.: ГУАП, 2009. – 243 с.
62. Крафт Х. Геометрические методы в теории инвариантов /
Х. Крафт. – М.: Мир, 1987. – 312 с.
63. Спрингер Т. Теория инвариантов / Т. Спрингер. – М.: Мир, 1981. –
191 с.
64. Фейс К. Алгебра: кольца, модули и категории / К. Фейс. – М.: Мир,
1977. – 229 с.
342
65. Тоценко В. Г. Алгоритмы технического диагностирования дис-кретных устойтв / В. Г. Тоценко. – М.: Радио и связь, 1985. – 240 с.
66. Твердохлебов В. А. Логические эксперименты с автоматами / В. А.
Твердохлебов. – Саратов: Сарат. ун-т, 1984. – 184 с.
67. Беннетс Р. Дж. Проектирование тестопригодных логических схем /
Р. Дж. Беннетс. – М.: Радио и связь, 1990. – 176 с.
68. Лапин С. В. Отимизация по емкости проекционных методов ап-проксимации систем / С. В. Лапин. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана. – 1995.
– 224 с.
69. Петренко А. И. Автоматический ввод графиков в электронике вы-числительной машины / А. И. Петренко. – М.: Энергия, 1968. – 146 с.
70. Солодов А. В. Теория информации и ее применение к задачам ав-томатического управления и контроля / А. В. Солодов. – М.: Наука, 1967. –
432 с.
71. Твердохлебов В. А. Геометрические образы законов функциони-рования автоматов / В. А. Твердохлебов. – Саратов: Научная книга, 2008. –
159 с.
72. Епифанов А. С. Анализ фазовых картин дискретных динамиче-ских систем / А. С. Епифанов. – Саратов: Научная книга, 2008. – 156 с.
73. Орнатский П. П. Автоматические измерения и приборы (аналого-вые и цифровые) / П. П. Орнатский. – К.: «Вища школа», 1980. – 558 с.
74. Довбыш А. С. Основы проектирования интеллектуальных систем /
А. С. Довбыш. – Сумы: Сум. ГУ, 2009. – 170 с.
75. Гонсалес Р. Принципы распознавания образов / Р. Гонсалес, Дж.
Ту. – M.: Мир, 1978. – 416 c.
76. Квакернак X. Линейные оптимальные системы управления. / X.
Квакернак, Р. Сиван. – М.: Мир, 1977. – 390 с.
77. Васильев В. И. Синез многосвязных автоматических систем мето-дом порядкового отображения. / В.И. Васильев, Ф.А. Шаймарданов. – М.:
Наука, 1983. – 126 с.
343
78. Бритов Г. С. Моделирование системы функционального диагно-стирования / Г. С. Бритов, Л. А. Мироновский. // Інформаційно-керуючі
системи на залізничному транспорті. – Харьков: УкрДАЗТ, 2009. – № 4. –
C. 29–34.
79. Егоров А. Н. Использование нулей динамических систем в задачах
технической диагностики / А. Н. Егоров, Л. А. Мироновский. // Электрон-ное моделирование. – 1996. – № 6. – C. 34–42.
80. Денбновецкий С. В. Масштабно-временные преобразователи им-пульсных сигналов / А. И. Петренко, С. В. Денбновецкий. – К.: Техника,
1965. – 225 с.
81. Глазунов Л. П. Проектирование технических систем диагностиро-вания / Л. П. Глазунов, А. Н. Смирнов. – Л.: Энергоатомиздат, 1982. – 168с.
82. Мозгалевский А. В. Техническая диагностика / А. В. Мозгалев-ский, Д. В. Гаскаров. – М.: Высшая школа, 1975. – 207 с.
83. Катковник В. Я. Многомерные дискретные системы управления.
Сер.: Теоретические основы технической кибернетики / В. Я. Катковник, Р.
А. Полуэктов. – М.: Наука, 1966. – 416 с.
84. Кашьяп Р. Л. Построение динамических стохастических моделей
по экспериментальным данным / Р. Л. Кашьяп, А. Р. Рао. – М.: Наука, 1959.
– 384 с.
85. Костенко Ю. Т. Системы управления с динамическими моделями /
Ю. Т. Костенко, Л. М. Любчик. – Харьков: ОСНОВА, 1996. – 212 с.
86. Лившиц Н. А. Вероятностный анализ систем автоматического
управления / Н. А. Лившиц, В. Н. Пугачев. – М.: Советское радио, 1963. –
896 с.
87. Баландин Д. В. Линейные матричные неравенства в задачах роба-стного ∞H управления по выходу / Д. В. Баландин, М. М. Коган // – ДАН,
2004. – Т. 396. – № 6. – С. 759–761.
344
88. Баландин Д. В. Использование LMI toolbox пакета Matlab в синтезе
законов управления / Д. В. Баландин, М. М. Коган. – Нижний Новгород:,
2006. – 135 с.
89. Баландин Д. В. Синтез законов управления на основе линейных
матричных неравенств / Д. В. Баландин, М. М. Коган. – М.: Физматлит,
2007. – 280 с.
90. Хорн Р. Матричный анализ / Р. Хорн, Ч. Джонсон. – М.: Мир,
1989. – 326 c.
91. Леонтьева Т. А. Задачи по теории функций комплексного пере-менного / Т. А. Леонтьева, В. С. Панферов, В. С. Серов. – М.: МГУ, 1992. –
255 с.
92. Веремей Е. И. Управляемость линейных систем при наличии воз-мущающих воздействий / Е. И. Веремей, Ю. П. Петров. – М., 1977. – 19 с. –
Деп. в ВИНИТИ 20.05.77. № 1984-77.
93. Чурилов А. Н. Исследование линейных матричных неравенств.
Путеводитель по программным пакетам / А. Н. Чурилов, А. В. Гессен. –
СПб.: Санкт-Петербургский ун-т, 2004. – 148 с.
94. Zhou K. Essentials of robust control / K. Zhou, J. C. Doyle // New
Jersey: Prentice Hall Inc., 1998. – 235 p.
95. Гудвин Г. К. Проектирование систем управления / Г. К. Гудвин,
С. Ф. Гребе, М. Э. Сальдаго. – М.: БИНОМ, 2004.– 911 с.
96. Doyle J. Feedback control theory / J. Doyle, B. Francis, A.
Tannenbaum. – New York: Macmillan Publ. Co., 1992. – V. XI. – 227 p.
97. Глобус М. Е. Неорганические сцинтилляторы. Новые и традици-онные материалы / М. Е. Глобус, Б. В. Гринев. – Харьков: АКТА, 2000. –
402 с.
98. Blumberg H. Die Automatisierung von Czochralski-Anlagen / H.
Blumberg, K. Wilke // Kristal und Technik, 1974. – V. 9, № 5. – P. 447–455.
345
99. Гектин А. В. Галоидные сцинтилляторы. Научные и инженерные
разработки / А. В. Гектин, Б. В. Гринев // Функциональные материалы для
науки и техники. – Харьков: АКТА, 2001. – С. 28–47.
100. Ландау Л. Д. Гидродинамика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. – М.:
Наука, 1986. – 736 с.
101. Богомолов А. М. Диагностика сложных систем / А. М. Богомо-лов, Б. А. Твердохлебов. – К.: Наукова думка, 1974. – 251 с.
102. Колмогоров А. Н. ε-энтропия и ε-емкость в метрических про-странствах / А. Н. Колмогоров, В. Н. Тихомиров // Успехи математических
наук, 1959. – Т. 14. – № 2. – С. 24.
103. Красовский А. А. Основы автоматики и технической кибернетики
/ А. А. Красовский, Г. С. Поспелов. – Л.: Госэнергоиздат, 1962. – 224 с.
104. Ахиезер Н. И. Теория линейных операторов в гильбертовом про-странстве / Н. И. Ахиезер, И. М. Глазман. – М.: Наука, 1966. – 543 с.
105. Лапин С. В. Теория матричных операторов и ее приложение к за-дачам автоматического управления / С. В. Лапин, Н. Д. Егупов. – М.:
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997. – 496 с.
106. Гелиг А. Х. Устойчивость нелинейных систем с неединственным
состоянием равновесия / А. Х. Гелиг, Г. А. Леонов, В. А. Якубович. – М.:
Наука, 1978. – 243 с.
107. Сперанский Д. В. Контроль и преобразование дискретных авто-матов / А. М. Богомолов, И. С. Грунский, Д. В. Сперанский. – К.: Наукова
думка, 1975. – 174 с.
108. Сперанский Д. В. Моделирование и тестирование дискретных
устройств / А. С. Барашко, Ю. А. Скобцов, Д. В. Сперанский. – К.: Наукова
думка, 1992. – 229 с.
109. Рост кристаллов / [В. И. Горилецкий, Б. В. Гринев, Б. Г. Заслав-ский и др.]. – Харьков: АКТА, 2002. – 535 с.
110. Сцинтилляционные монокристаллы: автоматизированное выра-щивание / [ Cуздаль В. С., Стадник П. Е., Герасимчук Л. И., Епифанов Ю.
346
М.] // Сер. : Состояние и перспективы развития функциональных материа-лов для науки и техники. – Харьков: ИСМА, 2009. – 260 c.
111. Понтрягин Л. С. Математическая теория оптимальных процессов
/ Л. С. Понтрягин, В. Г. Болтянский, Р. В. Гамкрелидзе. – М.: Наука, 1959.
– 392 с.
112. Кристаллы сцинтилляторов и детекторы ионизирующих излуче-ний на их основе / [Атрощенко Л. В., Гальчинецкий Л. П., Гринев Б. В. и
др.]. – К.: Наукова думка, 1998. – 310 с.
113. Смагина Е.М. Вопросы анализа линейных многомерных объектов
с использованием понятия нуля системы / Е.М. Смагина. – Томск: Изд-во
Том. ун-та, 1990. – 160 с.
114. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления /
[Под ред. Егупова Н. Д.]. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 744 с.
115. Методы классической и современной теории автоматического
управления: Учебник в 3-х томах. Т.3: Методы современной теории авто-матического управления / [Под ред. Егупова Н. Д.]. – М.: МГТУ им.
Н. Э. Баумана, 2000. – 748 с.
116. Функциональные материалы для науки и техники: Сб. статей. –
Харьков: АКТА, 2001.– 624 с.
117. Математическое моделирование тепловых процессов при выра-щивании МК: математические модели и их программная реализация /
[Простомолотов А. И., Сидельников С. А., Черкасов А. В., Чернышенко О.
В.] – М.: Ин-т пробл. мех. АН СССР, 1990. – 44 с. – (Препринт / ИПМ АН ;
1990–4).
118. Современные методы идентификации систем / [ Под ред. П. М.
Эйкхоффа]. – М.: Мир, 1959. – 400 с.
119. Основы технической диагностики / [Под ред. П. П. Пархоменко].
– М.: Энергия, 1976. – Ч.1. – 464 с. ; 1981. – Ч.2. – 320 с.
120. Программируемые контроллеры повышенной надежности для
управления автоматическими линиями : Обзор (С-1. Станкостроение) / [
347
Миков И. Н., Дербунович Л. В., Нешвеев В. В., Мечникова Е. А.]. – М.:
НИИмаш, 1984. – 52 с.
121. Суздаль В. С. Синтез отказоустойчивых автоматизированных
систем управления процессами выращивания высококачественных круп-ногабаритных монокристаллов : aвтореф. дис. на соиск. уч. степени докт.
техн. наук : спец. 05.13.07 “Автоматиз. проц. упр.” / В. С. Суздаль. – Харь-ков, 2006 г. – 35 с.
122. Горилецкий В. И. Физико-технические основы получения из рас-плава крупногабаритных щелочногалоидных монокристаллов : дис. ... док-тора техн. наук : 05.02.01 / Горилецкий Валентин Иванович. – Харьков,
2000. – 34 с.
123. Горилецкий В. И. Управление совершенством структуры при ав-томатизированном вытягивании монокристаллов KCl из расплава / дисс. на
соиск уч. степ. канд. ф.-м. наук : спец. “Физ. тв. тела” / В. И.. Горилецкий. –
Харьков, 1980. – С. 88.
124. Средства вычислительной техники. Отказоустойчивость и жи-вучесть. Общие технические требования : ДСТУ 2506-94. – [Действует с
1994-01-01]. – К.: Госпотребстандарт Украины, 1994. – 151 c. – (Нацио-нальный стандарт Украины).
125. Техническая диагностика. Общие положения о принципах раз-работки систем диагностирования : ГОСТ 20417-75. – [Действует с 1975-01-01]. – М.: Изд-во стандартов, 1975. . – 185 c. – (Всесоюзный стандарт).
126. Functional safety of electrical / electronic / programmable electronic
safety-related systems : IEC 61508. – МЭК, 1998–2000. – 65 p. – (Междуна-родный стандарт).
127. Пат. 2039974 РФ. МКИ G01 J 5/20. Способ определения начала
кристаллизации при выращивании кристаллов из раствора-расплава / В.С.
Суздаль, Ю.М. Епифанов, В.Н. Гладкий, В.Д. Бяло (Укр.); заявитель и па-тентообладатель ИСМА, г. Харьков. – №5044894/25; заявл. 01.06.92;
опубл. 20.07.95, Бюл. №20.
348
128. Пат. 71835 Украина, МПК
6 С 30В 15/20, С 30В 00/20. Устройство
для выращивания монокристаллов / В. И. Горилецкий, Ю. М. Епифанов,
В. С. Суздаль [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. –
№ а 20031574; заявл. 59.12.03; опубл. 17.07.06, Бюл. № 7.
129. Пат. 77882 Украина, МПК
6 С 30B 15/20, G 01F 15/24. Устройство
для контроля положения уровня расплава / В. С. Суздаль. Ю. М. Епифанов,
Б. В. Гринев [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. –
№ а 200506063; заявл. 4.06.05; опубл. 15.01.07, Бюл. № 1.
130. Пат. 78074 Украина, МПК
6 C 30B 15/20, G 01F 15/24. Устройство
для контроля положения уровня расплава / В. С. Суздаль. Ю. М. Епифанов,
А. M. Гущин [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. –
№ а 200501052; заявл. 07.02.05; опубл. 15.02.07, Бюл. № 2.
131. Пат. 79330 Украина, МПК
6 C 30B 15/20, C 59B 15/00. Устройство
для подпитки выращиваемого монокристалла / В. С. Суздаль, Ю. М. Епи-фанов, Н. И. Стрельников [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА,
г. Харьков. – № а 200505340; заявл. 06.06.05; опубл. 11.06.07, Бюл. № 8.
132. Пат. 81196 Украина, МПК
6 С 30В 15/20. Способ выращивания
монокристаллов / В. С. Суздаль, Л. И. Герасимчук, Ю. М. Епифанов [и
др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. – № а 200608425;
заявл. 27.07.06; опубл. 10.12.07, Бюл. № 20.
133. Пат. 86105 Украина, МПК
9 С 30В 15/20, G06F 11/28, G05D 27/00
Устройство регулирования роста монокристаллов и устройство диагности-рования для него / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, Л. В. Дербунович [и
др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. – № а 200704669;
заявл. 26.04.07; опубл. 25.03.09, Бюл. № 6.
134. Пат. 87426 Украина, МПК
9 С 30В 15/20. Способ выращивания
монокристаллов / В. С. Суздаль, В. И. Горилецкий, Ю. М. Епифанов [и
349
др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. – № а 200814679;
заявл. 22.12.08; опубл. 10.07.09, Бюл. № 13.
135. Пат. 87927 Украина, МПК
9 С 30В 15/20. Способ выращивания
монокристаллов / В. С. Суздаль, В.И. Горилецкий, Ю.М. Епифанов [и др.];
заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков. - № а 200800091; заявл.
02.01.08; опубл. 25.08.09, Бюл. № 16.
136. Пат. 87944 Украина, МПК
9 С 30В 15/20. Устройство для
выращивания монокристаллов группы А
IIBVI / В. С. Суздаль, Ю. М.
Епифанов, С. Н. Стрельников [и др.]; заявитель и патентообладатель
ИСМА, г. Харьков. – № а 2008 09356; заявл. 17.07.08; опубл. 25.08.09, Бюл.
№ 16.
137. Свид. № 31416 Украина. Программный продукт “Монитор задач”
/ В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, И. И. Тавровский, А. В. Соболев; заяви-тель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков; заявл. 01.06.09; регистр.
17.12.09.
138. Пат. 89312 Украина, МПК
9 G 06F 11/28, G 06F 11/22, C 30B 15/20.
Устройство для диагностирования устройства регулирования роста
монокристаллов / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, Л.В. Дербунович [и
др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков; – № а 2008 08602;
заявл. 01.07.08; опубл. 11.01.10, Бюл. № 1.
139. Пат. 90606 Украина, МПК
9 G 06F 11/28, G 06F 11/22, G 06F 11/00,
G 01R 35/00. Устройство функционального диагностирования устройства
регулирования роста монокристаллов / В. С. Суздаль, Л. В. Дербунович,
Ю. М. Епифанов [и др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харь-ков; – № а 2008 15228; заявл. 29.12.08; опубл. 11.05.10, Бюл. № 9.
140. Пат. 96531 Украина, МПК
9 G06F 11/28, G01R 35/00. Устройство
функционального диагностирования устройства регулирования роста
монокристаллов / В. С. Суздаль, Л. В. Дербунович, Ю. М. Епифанов; зая-
350
витель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков; – № а 2010 11751; заявл.
04.10.10; опубл. 10.11.11, Бюл. № 21.
141. Пат. 98395 Украина, МПК
9 G 06F 11/28, G 06F 11/22, C 30B 15/20.
Устройство для диагностирования устройства регулирования роста
монокристаллов / В. С. Суздаль, Л. В. Дербунович, Ю. М. Епифанов [и
др.]; заявитель и патентообладатель ИСМА, г. Харьков; – № а 2010 15360;
заявл. 10.12.10; опубл. 10.05.12, Бюл. № 9.
142. Курдюков А. П. ∞H управление энергетической системой в ав-рийном режиме. Ч. 1. Теоретические основы синтеза робастных ∞H регу-ляторов / А. П. Курдюков, В. Н. Тимин // Проблемы управления. – 2009. –
№ 1. – С. 14–23.
143. Курдюков А. П. ∞H управление энергетической системой в ав-рийном режиме. Ч.2. Синтез робастного регулятора для управления энер-гетической системой / А. П. Курдюков, В. Н. Тимин // Проблемы управле-ния. – 2009. – № 2. – С. 8–17.
144. Баландин Д. В. Линейно-квадратичные и -оптимальные законы
управления по выходу / Д. В. Баландин, М. М. Коган // Автоматика и теле-механика. – 2008. – № 6. – С. 5–14.
145. Бокова Я. М. Вычислительные аспекты спектрального метода H
-оптимального синтеза / Я. М. Бокова, Е. И. Веремей // Теория и системы
управления. – 1995. – № 4. – С. 88–96.
146. Барабанов А. Е. Оптимизация по равномерно-частотным показа-телям (H-теория) / А. Е. Барабанов, А. А. Первозванский // Автоматика и
телемеханика. – 1992. – № 9. – С. 3–32.
147. Некоторые методы синтеза регуляторов пониженного порядка и
заданной структуры : Управление большими системами : – [Вып. 19]. / [ В.
А. Бойченко, А. П. Курдюков, В.Н. Тимин и др.]. – М.: ИПУ РАН, 2007. –
С. 23–126.
351
148. Аксенов Г. С. Метод функций Ляпунова в задаче синтеза стаби-лизирующих регуляторов / Г. С. Аксенов, В. Н. Фомин // Адаптация и обу-чение в системах управления и принятия решений. – Новосибирск, 1982. –
С. 27–32.
149. Баландин Д. В. Синтез регуляторов на основе решения линейных
матричных неравенств и алгоритма поиска взаимнообратных матриц /
Д. В.Баландин, М. М. Коган // Автоматика и телемеханика. – 2005. – № 1. –
С. 82–99.
150. Кривдина Л. Н. Стабилизация дискретных объектов по выходу на
основе линейных матричных неравенств / Л. Н. Кривдина // Информатика
и системы управления. – Благовещенск: АмГУ, 2006. – № 2 (12). – C. 102–
110.
151. Чайковский М. М. Алгебраические уравнения Риккати и линей-ные матричные неравенства для систем дискретного времени / М. М. Чай-ковский, А. П. Курдюков. – М.: ИПУ РАН, 2005. – 95 с.
152. Развитие систем управления процессами получения крупногаба-ритных монокристаллов из расплава / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, В.
Н. Звягинцев [и др.] : сб. тр. // Радиоэлектроника и информатика. – Харь-ков: ХНУРЭ, 2001. – № 4 (17). – С. 91–94.
153. Управление нестационарным процессом выращивания крупнога-баритных монокристаллов из расплава / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, А.
В. Соболев [и др.] // Информацiйно - керуючi системи на залiзничному
транспортi. – Харьков: УкрДАЗТ, 2007. – № 4 (66). – С. 77–82.
154. Адаптивное управление выращиванием сцинтилляционных мо-нокристаллов / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, А. В. Соболев [и др.] //
Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – Харьков:
УкрДАЗТ, 2008. – № 2. – С. 36–40.
155. Measurement the level of melt in the system of growing single crystals
/ V.S. Suzdal, V.N. Zvyagintsev, Yu.M. Yepifanov [at al.] : Conf. "Crystal
352
Materials'2005" (ICCM'2005), (Kharkov, 30 May–2 June, 2005). – Kharkov:
Book of Abstr., 2005. – P. 160.
156. Моделирование процесса выращивания крупногабаритных ще-лочно-галоидных кристаллов методом Чохральского / В.С. Суздаль, Л.В.
Дербунович, Л.И. Герасимчук, Ю.М. Епифанов // "Вестник НТУ ХПИ" :
Тем. вып. "Информатика и моделирование". – Харьков: НТУ «ХПИ», 2005.
– № 56. – С. 111–121.
157. Комплекс технических средств для исследования свойств распла-ва / Ю.М. Епифанов, В.С. Суздаль, Л.И. Герасимчук // Заводская
лаборатория (диагностика материалов), 1996. – № 5. – С. 28 – 31.
158. Алгоритм адаптации системы управления процессом выращива-ния крупногабаритных сцинтилляционных монокристаллов / В. С. Суз-даль, Ю. М. Епифанов, И. И. Тавровский [и др.] // "Вестник НТУ ХПИ" :
Тем. вып. "Автоматика и приборостроение". – Харьков: НТУ "ХПИ", 2007.
– № 36. – С. 89–98.
159. Отказоустойчивая система управления процессом выращивания
крупногабаритных монокристаллов / В. С. Суздаль, Л. В. Дербунович, Ю.
М. Епифанов [и др.] // "Вестник НТУ ХПИ" : Тем. вып. "Автоматика и при-боростроение". – Харьков: НТУ "ХПИ", 2007. – № 37. – С. 9–18.
160. Система управления выращиванием сцинтилляционных моно-кристаллов / В. С. Суздаль, Л. В. Дербунович, Ю. М. Епифанов [и др.] //
"Вестник НТУ ХПИ" : Тем. вып. "Автоматика и приборостроение". – Харь-ков: НТУ "ХПИ", 2008. – № 31. – С. 58–65.
161. Диагностическое обеспечение системы управления процессом
выращивания монокристаллов / В. С. Суздаль, Л. В. Дербунович, Ю. М.
Епифанов [и др.] // "Вестник НТУ ХПИ" : Тем. вып. “Проблемы автомати-зированного электропривода. Теория и практика”. – Харьков: НТУ "ХПИ",
2008. – №59. – C. 536–537.
353
162. Адаптивное управление выращиванием крупногабаритных мо-нокристаллов / В. С. Суздаль, Ю. М. Епифанов, И. И. Тавровский [и др.] //
Нові технології. – Кременчуг: Кр. ун-т, 2008. – № 2 (20). – С. 255–259.
163. Функциональное диагностирование систем управления произ-водством органических сцинтилляторов / Л. В. Дербунович, Ю. М. Епифа-нов, Ю.С. Козьмин [и др.] /