Алгоритмы адаптивного управления на основе настраиваемого скользящего режима

• Автор: Мышляев, Юрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .
1 АЛГОРИТМЫ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫМИ ОБЪЕКТАМИ НА ОСНОВЕ НАСТРАИВАЕМОГО СКОЛЬЗЯЩЕГО РЕЖИМА
1.1.Постановка задачи и методика синтеза алгоритмов управления с настраиваемым скользящим режимом . . . . .

1.2. Алгоритмы адаптивного управления с явной эталонной моделью

1.2.1. Задача стабилизации .

1.2.2. Задача слежения . . . . . . .

1.3. Алгоритмы адаптивного управления с неявной эталонной моделью

1.4. Идентифицирующие свойства алгоритмов с настраиваемым скользящим режимом .

1.5. Алгоритмы с модифицированной поверхностью скольжения .

1.6. Алгоритмы адаптивного управления с пассификацией

входного каскада . . . . . . . .
2 ГИБРИДНЫЕ АЛГОРИТМЫ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ С НАСТРАИВАЕМЫМ СКОЛЬЗЯЩИМ РЕЖИМОМ .
2.1. Постановка задачи и методика синтеза .
2.2. Методика синтеза гибридных алгоритмов
2.3. Задача стабилизации . . . . . . .
2.4. Задача слежения . . . . . . . .
3. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ А ОСНОВЕ НАСТРАИВАЕМОГО СКОЛЬЗЯЩЕГО РЕЖИМА
3.1. Адаптивное управление манипуляторами с гибкими сочленениями
3.2. Адаптивное управление электромеханическим усилителем руля
Заключение
Литература


В параграфе 1. Приведены результаты решения тестовой задачи. В практических задачах входной каскад часто соединен с выходным каскадом по выходу, а не по вектору состояния. С другой стороны хорошо известно, что в скользящем режиме «обход входного каскада» осуществляется при его размерности, равной размерности вектора входа. В параграфе 1. Вильямсу можно «обойти» входную подсистему размерности, превышающую размерность входа. Для линейных систем условия пассификации совпадают с условиями леммы Якубовича - Калмана, т. Пассификация входного каскада может быть обеспечена локальной обратной связью по выходу этого каскада. В таблице 1. В работе приведены результаты моделирования для систем с входным каскадом, описываемым передаточной функцией второго порядка с относительной степенью равной двум. Полученные в главе 1 алгоритмы адаптации описываются нелинейными дифференциальными уравнениями с быстро растущими правыми частями. Для упрощения технической реализации алгоритма адаптивного управления в главе 2 предлагается искать класс гибридных алгоритмов, состоящих из дискретной подсистемы адаптации и релейного управления. Предлагаемая методика синтеза состоит из пяти этапов. Первый и второй этапы синтеза аналогичны первым двум этапам методики синтеза непрерывных алгоритмов управления, представленных в парафафе 1. На третьем этапе проводится дискретизация алгоритма адаптации явным методом Эйлера и регуляризация алгоритма линейной обратной связью. Введение регуляризирующей обратной связи обеспечивает предельную диссипативность гибридной системы в идеальном скользящем режиме. На четвертом этапе проводится экстраполяция нулевого порядка выхода контура адаптации и сглаживание системой “быстрых” линейных фильтров. На пятом этапе для объекта управления и контура адаптации строится релейное управление, гарантирующее существование устойчивого скользящего режима. В основе теоретического обоснования третьего и четвёртого этапов синтеза лежит метод непрерывных моделей А. Л. Фрадкова [] и метод сингулярных возмущений А. Н. Тихонова. В диссертационной работе доказана работоспособность гибридных алгоритмов, ранее синтезированных в непрерывной форме (глава 1). Отмечено, что в алгоритмах с явной эталонной моделью за счёт идентифицирующих свойств можно отказаться от введения регуляризирующей обратной связи. Для алгоритмов с неявной эталонной моделью регуляризация обязательна. Гибридные алгоритмы адаптивного управления обладают более выраженными идентифицирующими свойствами. В главе 3 рассмотрены задачи управления электромеханическими системами на основе настраиваемого скользягцего режима. Пара1раф 3. Проблема учёта упругих связей электромеханических системах (ЭМС) - одна из важнейших проблем в автоматизированном электроприводе и связана с ужесточением требований к надёжности, быстродействию и точности работы ЭМС в условиях ограничения массогабаритных характеристик ЭМС. В параграфе рассматривается манипулятор, состоящий из п+1 жестких звеньев (включая базовое звено), соединенных друг с другом п-гибкими сочленениями, и приводимый в движение электродвигателями постоянного тока. Упругость каждого сочленения моделируется в виде линейной скручивающейся пружины с конечной постоянной упругостью. Целью управления является ограниченность всех траекторий системы и достижение желаемых траекторий по обобщенным координатам механической подсистемы в условиях параметрической неопределенности массогабаритных характеристик переносимого груза. Используя методику синтеза непрерывных алгоритмов с настраиваемой поверхностью скольжения, в работе синтезированы базовый и модифицированный алгоритмы управления и определены условия их работоспособности. Алгоритмы обладают идентифицирующими свойствами. В главе 3 приведены результаты моделирования системы управления с базовым и модифицированным алгоритмами для трехзвенного манипулятора с подсистемой приводов с учётом скручивания вала и ремённой передачи, подтверждающие работоспособность алгоритмов в условиях неопределенности массы груза. Параграф 3.