Динамическая коррекция многоцелевых законов управления подвижными объектами

• Автор: Смирнова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность темы работы, цели и основные результаты исследований
2. Формулировки и обсуждение центральных задач работы
3. Краткий обзор публикаций по теме диссертации
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА МНОГОЦЕЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
1.1. Математические модели и базовые задачи управления подвижными объектами
1.2. Многоцелевые структуры законов управления
движением с обратной связью
1.3. Динамическая коррекция многоцелевых
законов управления
ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСТАТИЗМА УПРАВЛЕНИЯМИ
С МНОГОЦЕЛЕВОЙ СТРУКТУРОЙ
2.1. Многоцелевые законы управления движением
по заданной траектории
2.2. Астатизм в задачах динамического
позиционирования
2.3. Астатическая коррекция цифровых
законов управления

ГЛАВА 3. ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ МНОГОЦЕЛЕВОГО
СИНТЕЗА
3.1. Математическая модель динамики морского
судна снабжения
3.2. Синтез нелинейных астатических законов
динамического позиционирования
3.3. Задача управления роботом-манипулятором
в движении по заданной траектории
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
1. 1. Актуальность темы работы, цели и основные результаты
исследований
В современном мире развитие компьютерных технологий и средств вычислительной техники происходит настолько быстрыми темпами, что уже не остается подвижных объектов, не оснащенных системами автоматического управления. Это объясняется тем, что такие системы при включении их в состав бортовых комплексов дают большой ряд преимуществ, которые невозможно обеспечить при ручном управлении. К таким преимуществам относятся скорость обработки данных, полнота учитываемых факторов, точность отработки заданной траектории, выбор оптимальных параметров настройки и т.д.
Как правило, современные системы автоматического управления движением функционируют в различных динамических режимах, определяемых конкретным заданием командных сигналов и внешних возмущающих воздействий, действующих на подвижный объект. Для каждого из таких режимов на стадии проектирования системы формируется комплекс ограничений и требований, которые должны обязательно выполняться в процессе движения. Чаще всего указанные требования носят противоречивый характер ввиду существенного различия особенностей динамики режимов движения.
В связи с указанным обстоятельством, для обеспечения всех требуемых динамических свойств подвижного объекта необходимо достичь некоторого компромисса по качеству процессов управления в различных режимах. Очевидный простейший путь состоит в построении единого закона управления, который будет обеспечивать допустимое качество движения в любом режиме, однако для каждого из них в отдельности указанный закон управления будет далек от оптимального.

Как показано в работе [76], достаточным условием обеспечения глобальной экспоненциальной устойчивости является диагональная структура и положительная определенность матриц К1 и К2.
Что касается выбора матриц и К,,, то, как и для структуры
(1.2.9), (1.2.10), асимптотическая устойчивость желаемого положения равновесия достигается в том случае, если она имеет место для объекта (1.2.7), замкнутого регулятором
т = -К^-Н'(л)Кр(п-1Ы (1-2.16)
по состоянию. В свою очередь, в статье [86] показано, что для этого достаточно, чтобы матрицы Кс1 и Кр были положительно определенными и
симметрическими.
Как структура (1.2.9), (1.2.10), так и структура (1.2.12) -г (1.2.14) являются многоцелевыми в том смысле, что они обеспечивают не только желаемое положение равновесия, которое является глобально асимптотически устойчивым, т.е. равенство
11т[л(О-лЛО] = 0, (1.2.17)
Г-*оо
но и выполнение дополнительных требований к качеству динамических процессов при работе в различных режимах движения. В частности, обе структуры позволяют обеспечить астатизм замкнутой системы, что важно при действии постоянных возмущений, а также фильтрующие свойства, которые необходимы для работы в условиях действия возмущений колебательного характера (для морских объектов - за счет волнения моря).
Как отмечено в статьях [105, 47], при одинаковой функциональности рассмотренных структур, вторая из них является более гибкой, поскольку допускает полное отключение или возможность перенастройки корректора в зависимости от текущего режима. В частности, указанная гибкость по-