Синтез разрывных управлений и их гиперплоскостей переключений с учетом неопределенных возмущений

• Автор: Самышева, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 207 с.

1.1. Введение

1.2. Приведение в скользящий режим номинальной системы управления

1.2.1. Постановка задачи

1.2.2. Приведение в скользящий режим системы с нелинейным

объектом

1.2.3. Приведение в скользящий режим системы с линейным

вхождением управления

1.2.4. Управление установившимися частотой и амплитудой колебаний управляющего воздействия

1.2.5. Приведение в скользящий режим системы с линейным объектом

1.3. Методика управления в системе с линейным объектом с малым значением интеграла от модуля управления
1.4. Приведение в скользящий режим систем управления в условиях ограниченных неопределенных внешних и параметрических возмущений
1.4.1. Подход к приведению в скользящий режим систем
с нелинейным нестационарным объектом управления
1.4.2. Приведение в скользящий режим системы с линейным нестационарным объектом при ограниченных неопределенных возмущениях
Выводы
Глава 2. Методика синтеза гиперплоскостей скольжения и построения разрывного управления с идентификацией неопределенных возмущений на скользящих режимах
2.1. Введение
2.2. Идентификация вектора неопределенных возмущений
для линейных нестационарных объектов на скользящем режиме
2.3. Вывод уравнения скользящего режима на подвижной гиперплоскости
2.4. Алгоритм задания гиперплоскостей скольжения по условиям идентификации неопределенностей и обеспечения требуемого качества переходных процессов в скользящем режиме
2.4.1. Общие положения к приведению системы управления в
скользящий режим с начального момента времени
2.4.2. Оценки нормы фундаментальной матрицы решений и вектора решения асимптотически устойчивой системы с постоянными коэффициентами
2.4.3. Алгоритм построения фиксированных гиперплоскостей скольжения по заданному качеству скользящего режима
2.5. Синтез разрывного управления с применением текущих
результатов идентификации приведенного вектора неопределенных возмущений Выводы
Глава 3. Модификация синтеза гиперплоскости скольжения и
разрывного управления для стабилизации скорости полета летательного аппарата рулем высоты с учетом неопределенных возмущений
3.1. Введение
3.2. Управление на скользящем режиме и его применение для стабилизации скорости полета летательного аппарата
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Построения гиперплоскости скольжения и синтеза разрывного управления для вывода системы управления в новое устойчивое состояние
3.2.3. Стабилизация скорости полета летательного аппарата рулем высоты
3.3. Синтез разрывного управления и гиперплоскости скольжения в стабилизации летательного аппарата при учете неопределенных ограниченных внешних и параметрических возмущений
3.3.1. Постановка задачи
3.3.2. Синтез разрывного управления и гиперплоскостей переключений с учетом неопределенных возмущений
Глава 4. Решение задач синтеза разрывного управления для
качественного отслеживания аэродинамических углов летательного аппарата термоанемометрическим датчиком
4.1. Введение
4.2. Применение методики синтеза управления на скользящем режиме для измерения аэродинамических углов термоанемометрическим датчиком
4.2.1. Постановка задачи
4.2.2. Алгоритм определения уравнения скользящего режима и гиперплоскости скольжения для приведения измерительной системы в режим скольжения
4.3. Синтез разрывного управления для измерительной системы термоанемометрического датчика аэродинамических углов
4.3.1. Синтез разрывного управления для первой измерительной системы
4.3.2. Синтез разрывного управления для второй измерительной
системы
4.3. Сравнительный анализ процессов измерений исходного
датчика термоанемометрических углов с датчиком, содержащим модифицированную следящую систему
Выводы
Основные результаты работы
Литература


Данная разработка позволила решить задачу гарантированного приведения в скольжение при наличии неопределенных параметрических возмущений на входе управления. При этом не усложняется существенно реализация управления и повышается уровень его эффективности. Выдвигается подход к сопоставлению различных методик управления не только по прямым показателям качества переходных процессов, но и по максимальному модулю управления и значению интеграла от него. Эти показатели особенно необходимо учитывать в бортовых алгоритмах управления с ограниченными мощностями и ресурсами аэрокосмических летательные аппараты и другие автономные подвижные и неподвижные объекты. Практическое применение выдвинутых в данной главе научных разработок отражено в Приложении А. Во второй главе предлагается методика идентификации неопределенных возмущений на скользящих режимах. Рассматриваются алгоритмы синтеза гиперплоскостей переключения, формирования разрывного управления с минимальным значением интеграла модуля от него, включающим идентификацию неопределенных возмущений уже в скользящем режиме. В третьей главе решается задача вывода и устойчивого удержания подвижного объекта управления в заданном по одной координате состоянии. Вывод осуществляется регулирующими органами в принадлежащее допустимому диапазону произвольное устойчивое состояние по другим координатам. Методика использована для изменения скорости полета летательного аппарата на заданную величину с помощью только руля высоты при соответствующих установившихся значениях углов атаки и тангажа. В четвертой главе предлагаются методики существенного улучшения прямых показателей качества переходных процессов отслеживания аэродинамических углов летательных аппаратов углов атаки, скольжения термоанемометрическими датчиками. Разработаны способы слежения разрывным управлением на скользящем режиме, представленном дифференциальным уравнением первого порядка по сравнению с третьим при обычном слежении с фиксированным управлением. Это позволяет получить без перерегулирований экспоненциальное затухание ошибки слежения до нулевых значений с требуемым временем переходного процесса, в том числе и в условиях внутренних параметрических и внешних постоянно действующих на систему измерения ограниченных неопределенных возмущений. В заключении сформулированы основные результаты, полученные в ходе научноисследовательской работы соискателя. В приложении отображены результаты применения полученных теоретических решений поставленных в работе задач для систем стабилизации напряжения генератора с нагрузкой и слежения прибора за целью, модели легкого летательного аппарата и термоанемометрического датчика. А также приведены технические и конструктивные параметры термоанемометрического датчика аэродинамических углов. Глава 1. Основной задачей работы является получение способов построения разрывных управлений и поверхностей скольжения, позволяющих обеспечить высокое качество процессов управления при относительно несложной аппаратурной реализации управляющего устройства. Эффективность системы управления рассматривается как без учета, так и с учетом неопределенных возмущений. Приведением в скользящий режим называется попадание изображающей точки и. Далее не прекращающееся скользящее движение и. Анализируя работы , , , принимаем за основу дальнейших исследований общий метод разрывного управления, использующий одно логическое устройство и не имеющий дополнительных ограничений на форму гиперповерхностей скольжения и вспомогательных гиперповерхностей переключений структур . Сначала решается задача приведения в скользящий режим на подвижной гиперповерхности скольжения для системы с нелинейным нестационарным объектом, а затем результат развивается для систем с линейным вхождением управления и, наконец, для систем с линейными объектами управления. Решение осуществляется сначала без учета возмущений для номинальных систем, а затем и с учетом постоянно действующих на системы управления внешних и параметрических неопределенных ограниченных возмущений.