Синтез и исследование адаптивных систем с переменной структурой для управления манипуляционными роботами

• Автор: Маркин, Василий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 164 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. УПРАВЛЕНИЕ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

1.1. Традиционные СПС и их особенности

1.2. Синтез управления с переменной структурой по условию существования скользящего режима

1.3. Классификация алгоритмов управления с переменной структурой

1.4. Особенности СПС, связанные с реальными скользящими режимами

1.5. Сглаженное управление с переменной структурой.

1.6. Управление с переменной структурой манипулятором иМ

1.7. ВЫВОДЫ :

2 АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ С ПЕРЕМЕННОЙ
СТРУКТУРОЙ
2.1. Построение адаптивного управления в динамической системе
2.2. Адаптивное управление с переменной структурой на основе параметра скольжения
2.3. Особенности адаптивного управления в
релейной СПС
2.4. Влияние насыщения усилителя на динамические показатели адаптивной кусочно-линейной СПС

2.5. ВЫВОДЫ
3. УПРАВЛЕНИЕ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ С ПАРНЫМИ И ДЕФОРМИРУЕМЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
3.1. Управление с парными поверхностями переключения..
3.2. Адаптивное управление с парными поверхностями переключения
3.3. Управление с переменной структурой с использованием нелинейных поверхностей переключения
3.4. Адаптивное управление с переменной структурой с деформируемыми поверхностями переключения
3.5. Синтез адаптивного управления с переменной структурой манипуляционным роботом UMS-
3.6. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальной проблемой современной теории и практики управления является создание, разработка и совершенствование новых перспективных подходов к решению задач управления сложными динамическими объектами. Примерами подобных объектов могут быть летательные и космические аппараты, манипуляционные и мобильные роботы, автономные и
телеуправляемые подводные аппараты, различные технологические установки и процессы, станки и др.
Понятие сложности управляемого объекта достаточно размыто и неформализовано. Большинство исследователей в области управления отмечает следующие особенности сложных систем [21, 23, 59, 60, 65, 66, 79, 80, 84, 92, 98]. Во-первых, это большая размерность математической модели,
описывающей систему (объект). Высокий порядок дифференциальных
уравнений для непрерывных систем или разностных для дискретных систем обычно затрудняет или даже часто делает невозможным аналитическое исследование системы, синтез законов управления и др. Эта проблема характерна, в частности, для многомерных объектов (систем) с несколькими управляемыми выходами.
Другой особенностью сложных объектов часто является нелинейность математических моделей. В отличие от хорошо исследованных линейных, особенно стационарных систем, теория нелинейных систем развита в значительно меньшей мере и поэтому исследование нелинейных объектов (систем) управления является значительно более сложным [14, 15, 58].
Еще одной характерной чертой сложных динамических систем (объектов) часто является структурная и параметрическая неопределенность. Под структурной неопределенностью понимается нехватка или отсутствие информации о структуре уравнений, составляющих математическую модель управляемого объекта. Причиной этого может быть недостаток данных об

На рис Л .24. приведены переходные процессы ошибки релейной системы при отработке ступенчатого входного сигнала 10 рад, при действующем внешнем моменте сопротивления Мс. равном -2 Н*м, 2 Н*м и при Мс — 0. Действие момента сопротивления оказывает влияние на быстродействие системы. Если момент отрицателен (против движения), то эквивалентный управляющий сигнал оказывается меньше по модулю, и время переходного процесса больше. Наоборот, положительный момент сопротивления увеличивает быстродействие (опускание груза манипулятором).
в, рад
Рис. 1.24. Переходные процессы ошибки в релейной СПС; 1 - Мс = -2 Нм; 2 - Мс = 0; 3 - Мс = 2 Нм
Таким образом, релейное управление «подавляет» противодействующий движению момент сопротивления. Естественно, это ведет к снижению быстродействия системы, поскольку эквивалентный управляющий сигнал оказывается меньше по модулю (часть ресурса расходуется на компенсацию моментного возмущения). Тем не менее, описанное свойство позволяет охарактеризовать релейное управление как практически инвариантное по отношению к возмущающим воздействиям и неопределенностям, т.е. робастное

Во всех рассмотренных выше случаях задающий сигнал был ступенчатым. Например, в следящей системе управления степенью подвижности манипулятора это соответствует перемещению манипулятора из одного положения в другое. В то же время существует целый класс задач, где