Нелинейные комбинированные системы управления движением

• Автор: Андриевский, Борис Ростиславич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 265 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Нелинейные системы управления программным движением

1.1 Задачи и методы адаптивного управления

1.1.1 Структура адаптивных систем управления

1.1.2 Методика решения задач адаптивного управления

1.1.3 Методы адаптивного управления динамическими

объектами

1.1.4 Методы адаптивной идентификации

1.1.5 Робастное управление и оценивание на основе систем с

переменной структурой

1.2 Метод скоростного градиента
1.2.1 Основные положения метода
1.2.2 Идентифицирующие свойства алгоритмов скоростного
градиента
1.2.3 Огрубление алгоритмов скоростного градиента
1.3 Развитие метода скоростного градиента для синтеза
комбинированных алгоритмов управления
1.4 Комбинированные алгоритмы адаптивных систем управления
неявной эталонной моделью
1.5 Новые структуры адаптивных регуляторов систем с неявной
эталонной моделью
1.5.1 Системы стабилизации с сигнально-параметрической
адаптацией и управлением по выходу
1.5.2 Адаптивные системы слежения с неявной эталонной
моделью
1.5.3 Адаптивная настройка ПИ и ПИД-регуляторов
1.5.4 Управление по промежуточной координате
1.5.5 Управление с динамической обратной связью
1.6 Адаптивное управление без измерения производных
1.6.1 Метод шунтирования
1.6.2 Метод шунтирования для синтеза робастных сигнальнопараметрических регуляторов
1.6.3 Комбинированный адаптивный регулятор
1.7 Заключение по разделу

2 Синтез алгоритмов управления нелинейными колебаниями
2.1 Задачи управления нелинейными колебаниями
2.1.1 Классификация задач управления колебаниями
2.1.2 Управление энергией колебаний
2.1.3 Задачи синхронизации колебаний
2.2 Управление энергией нелинейного осциллятора
2.2.1 Алгоритмы управления
2.2.2 Предельно достижимый уровень энергии и алгоритмы скоростного градиента
2.3 Управление колебаниями связанных нелинейных осцилляторов
2.3.1 Применение СГ-алгоритмов в конечной форме
2.3.2 Применение СГ-алгоритмов в конечно-дифференциальной форме
2.3.3 Исследование влияния динамических возмущений
на процесс управления колебаниями
2.3.4 Исследование процесса синхронизации колебаний
2.3.5 Управление волновым движением в длинной цепочке
2.4 Адаптивная синхронизация хаотических систем
2.4.1 Применение адаптивных наблюдателей с пассификацией
2.4.2 Применение адаптивной идентификации с неявной настраиваемой моделью
2.4.3 Адаптивная идентификация с частотной модуляцией
2.5 Заключение по разделу
3 Применение разработанных методов для решения
прикладных задач
3.1 Управление летательными аппаратами
3.1.1 Направления развития методов синтеза СУ JIA
3.1.2 Адаптивное управление полетом с идентификацией на скользящих режимах и шунтированием
3.1.3 Робастное управление угловой скоростью JTA на основе метода шунтирования
3.1.4 Робастное управление угловым движением JIA
3.1.5 Демпфирование хаотических колебаний угловой скорости вращающегося KJIA
3.2 Управление маятниковой установкой при редких измерениях

3.2.1 Мехатронный маятниковый комплекс для эксперименталь-
ного исследования нелинейных колебаний
3.2.2 Математическая модель механической части стенда
3.2.3 Алгоритмы управления и оценивания в задачах возбуждения колебаний
3.3 Глобальная стабилизация неустойчивого положения равновесия маятника с вращающимся маховиком
3.3.1 Конструкция и математическая модель маятника
3.3.2 Энергетические алгоритмы приведения маятника
в заданную окрестность
3.3.3 Модифицированные энергетические алгоритмы.
Управление по парциальной энергии
3.3.4 Алгоритм стабилизации неустойчивого состояния равновесия
3.4 Возбуждение колебаний на этапе пуска в двухроторной электромеханической установке
.-3.5 Применение методов адаптации и управления колебаниями
для передачи информации модуляцией хаотического сигнала
3.5.1 Методы передачи сообщений модуляцией хаотического сигнала
3.5.2 Применение методов адаптации для передачи сообщений
с использованием модуляции систем Чуа
3.6 Автоматизация проектирования адаптивных систем управления
3.6.1 Алгоритмическое обеспечение
3.6.2 Программное обеспечение
3.7 Заключение по разделу
Заключение
Список использованных источников

Поскольку щ является линейной комбинацией некоторых координат вектора состояния, то видно, что неравенства (49) можно выполнить, если брать и кусочно-линейным относительно тех же координат:
и{Ь) = — Ф(ж(4))а;(£) — <5(т(1)), (50)
где Ф = [-01, ,Ь;0, . ,0],
/ , , С 0£{, если (СВ)ХгСг(х) > 0,
— | Д, если (СВ)хцт(т) < 0, г = 1
5(х) = 505ёп.(СВа(х)),
* . " где <5о > 0, а* > Поэтому управление можно выбирать и в более простом
виде
«(г) = -ф1{х{ь))и1[х{ь)) - б(х(г)), (51)
гле = ! а1’ если (СВ)щ{г(х} > 0
( А, если (СВ)ща(х) < 0,
£(ж) = 5о81ёп(СВ<т(а:)),
«(>-1, А < -1.
Во всех приведенных выше уравнениях СПС-регуляторов предполагается наличие информации о полном векторе состояния объекта х (1) (в первую очередь — при формировании сигнала ст(х)). Это обстоятельство существенно затрудняет применение СПС на практике, так как обычно приходится работать в условиях неполной текущей информации.
Одним из путей устранения этой трудности является применение наблюдающих устройств [4, 26, 25, 98, 160]. Использование скользящих режимов в наблюдающих устройствах [8, 22, 55, 160] снижает их чувствительность к параметрическим возмущениям, что позволяет получить оценки состояния при изменении параметров объекта в широких пределах.
Более сложная (но потенциально имеющая более широкие возможности) процедура, предполагающая совмещение процессов оценки состояния-и параметров объекта, реализуется в адаптивных наблюдающих устройствах (например - вида (33), (34)). Информация о параметрах объекта может быть получена в процессе работы на основе методов идентификации без оценки состояния. Совмещение процедуры идентификации со скользящими режимами при решении задачи адаптивного управления описано в [28, 20, 32, 40, 198, 206].
Алгоритмы систем со скользящими режимами в задаче оценивания состояния. При синтезе наблюдателей состояния имеет смысл не ограничиваться линейными структурами, а использовать и возможности нелинейных методов управления, в том числе — организации скользящих режимов