Компенсатор последовательного типа в задачах управления техническими системами в условиях возмущений, запаздывания и неучтенной динамики

• Автор: Фаронов, Максим Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Обзор методов адаптивного и робастного управления по выходу

1.1 Системы в условии параметрической неопределенности и внешних возмущений

1.2 Системы с запаздыванием

1.3 Управление системами с неучтенной динамикой

1.4 Управление многоканальными системами

1.5 Алгоритм управления «последовательный компенсатор»

1.6 Выводы по главе

2 Адаптивное управление одноканальными объектами

2.1 Нелинейные системы с неучтенной динамикой при известной относительной степени
2.1.1 Отсутствие внешнего возмущения
2.1.1.1 Постановка задачи
2.1.1.2 Синтез алгоритма управления и доказательство его работоспособности
2.1.2 Наличие внешнего возмущения
2.1.2.1 Постановка задачи
2.1.2.2 Синтез алгоритма управления и доказательство его работоспособности
2.1.3 Адаптивный алгоритм настройки параметров регулятора
2.1.4 Задача слежения
2.1.5 Пример использования закона управления
2.1.5.1 Задача стабилизации
2.1.5.2 Задача слежения
2.2 Адаптивное управление нелинейной системой с неучтенной динамикой при неизвестной относительной степени
2.2.1 Постановка задачи и синтез алгоритма управления
2.2.2 Адаптивный алгоритм настройки параметров
2.2.3 Пример использования закона управления
2.2.3.1. Задача стабилизации
2.2.3.2. Задача слежения
2.3 Выводы по главе
3 Адаптивное управление многоканальными нелинейными системами с неучтенной динамикой
3.1 Постановка задачи
3.2 Синтез алгоритма управления
3.3 Адаптивный алгоритм настройки параметров регулятора
3.4 Случай с неизвестной относительной степенью
3.5 Пример использования алгоритма управления
3.5.1 Задача стабилизации
3.5.2 Задача слежения
3.6 Выводы по главе
4 Практическая реализация закона управления на мобильном роботе «ЯоЬоПпо»
4.1 Описание мобильного робота «КоЬоНпо»
4.2 Постановка задачи и синтез математической модели системы управления
4.3 Синтез алгоритма управления
4.4 Пример использования закона управления
4.5 Реализация закона управления на мобильном роботе «ЇІоЬобпо»
4.6 Выводы по главе
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.
Проблема управления объектами в условиях параметрической неопределенности и внешних возмущений при измерении части вектора состояния - одна из классических задач современной теории управления. Это связано с тем, что зачастую на практике не удается измерить некоторые сигналы в объекте управления из-за отсутствия измерительных устройств или в силу особенностей самого процесса. К тому же параметры объекта управления могут быть неизвестны и изменяться в процессе работы.
Основные результаты в данной области были получены следующими отечественными и зарубежными учеными: Б.Р. Андриевский, А.М. Аннасвами, Р. Битмид, Ю.А. Борцов, В.Н. Буков, A.A. Бобцов, В.А. Брусин, С.Д. Земляков, П. Иоанноу, С.А. Кабанов, П. Кокотович, В.Н. Козлов, A.A. Колесников, М. Кристич, Г.А. Леонов, Р. Мариино, Л. Миркин, И.В. Мирошник, Р.В. Монополи, С. Морз, К. Нарендра, В.О. Никифоров, Б.Н. Петров, Б.Т. Поляк, Н.Д. Поляхов,
В.В. Путов, Е.Н. Розенвассер, В.Ю. Рутковский, В.Ф. Соколов, П. Томей, В.Н. Фомин, А.Л. Фрадков, Х.К. Халил, В.Л. Харитонов, А.М. Цыкунов, Я.З. Цыпкин, П.В. Щербаков, В.А. Якубович и другие.
Однако, несмотря на большое количество результатов в этой области, по-прежнему актуальной задачей остается поиск простых алгоритмов управления с невысоким динамическим порядком. Решение данной задачи особенно актуально при рассмотрении объектов управления, модели которых содержат структурную неопределенность (неучтенную динамику), запаздывание, некоторые типы нелинейностей. Задача существенно усложняется, если рассматривается группа взаимосвязанных объектов. Примерами прикладных задач могут служить управление в робототехнических системах, авиации, химической, нефтяной, газовой и легкой промышленностях, металлургии и т.п., то есть практика в изобилии доставляет задачи управления такими объектами.

(2.7)
Необходимо синтезировать управляющее воздействие 2/(0, которое гарантировало бы экспоненциальную устойчивость замкнутой системе управления.
2.1.1.2 Синтез алгоритма управления и доказательство его
работоспособности
Выберем закон управления следующим образом ([7], [8], [9], [12], [14], [80],
где число к> 0 и полином а(р) степени р-1 выбираются так, чтобы
положительной, положительный параметр у служит для компенсации нелинейности (р{у(Т-к)), число ст>к, а коэффициенты к( определяются из условия асимптотической устойчивости системы (2.9) при нулевом входном сигнале у(1).
Как было доказано в [7], [8], [9], [12], технически реализуемый алгоритм (2.8)-(2.10) обеспечивает асимптотическую сходимость к нулю переменной у(!) в случае отсутствия возмущения. Однако в данном разделе рассматриваются аналитические условия применимости закона управления (2.8)-(2.10) для обеспечения экспоненциальной устойчивости объекта (2.1), (2.2) при наличии в его описании нестационарных параметров. Таким образом, требуется найти
[81], [90], [129]):
(2.8)
£i(0 = o£2(0. i2(t) = (2.9)
4-i(0 = о-(-Л£.(0 - *2£(0 - - - kp.i4p-i(t) + мо),
к-k + y,
(2.10)
передаточная функция M(s) =
была строго вещественно
a(s) + ka(s)b(s)