Итеративные процедуры синтеза адаптивных систем управления

• Автор: Воронов, Константин Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ИТЕРАТИВНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ СИНТЕЗА МОТИВАЦИЯ, АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ИНСТРУМЕНТАРИЙ

1.1 .Канонические цепные формы.

1.2.Классы объектов управления, приводимых

к каноническим цепным формам.

1.2.1 .Линейные объекты.

1.2.2.Нелинейные объекты с

относительной степенью

1.2.3.Примеры технических объектов

электропривод постоянного тока

1.3.Инструментарий итеративного синтеза
1.3.1 .Обратный обход интегратора.
1.3.2.Адаптивный обход интегратора
1.3.3.Робастный обход интегратора.
2. СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРОВ С ИНТЕГРАЛЫ 1ЫМ ДЕЙСТВИЕМ
2.1 .Неадаптивные регуляторы с интегральным действием
2.1.1 .Управление линейным объектом.
2.1.2.Управление нелинейным объектом
2.2.Адаптивные регуляторы с интегральным действием.
2.2.1 .Управление линейным объектом.
2.2.2.Управление нелинейным объектом
3. ИТЕРАТИВНЫЙ СИНТЕЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМОВ АДАПТАЦИИ ВЫСОКОГО ПОРЯДКА
3.1 .Проблемы адаптивного управления
по выходной переменной.
3.2.Алгоритмы адаптации высокого порядка
3.3.Модофицированный алгоритм высокого порядка
3.4.Процедура синтеза.
3.5.Результаты моделирования
4.УПРАВЛЕНИЕ ЬЕЗРЕДУКТОРНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
4.1 .Проблемы управления безредукторным электроприводом.
4.2.Коиструкция мехатронного поворотного стола
4.3.Математическая модель мехатронного
поворотного стола.
4.4. Неадаптивное управление мехатронным поворотным
4.5. Адаптивное управление мехатронным поворотным
столом с компенсацией вариаций параметров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Таким образом, сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что разработка итеративных процедур синтеза адаптивных регуляторов с достаточно простой структурой, сохраняющих свою работоспособность в условиях внешних возмущений (хотя бы указанного класса) является актуальной задачей. Методы исследований. При получении теоретических результатов использовались математические методы современной теории управления: метод пространства состояний, метод функций Ляпунова, специальные методы теории матриц, а также аппарат преобразования Лапласа и передаточных функций. Достоверность теоретических результатов подтверждена математическими доказательствами. При исследовании электромеханических систем применялись методы теории электрических цепей и цифровое моделирование. Практическая ценность диссертации заключается в том, что разработаны методы управления, которые могут быть эффективно применены для широкого класса технических объектов, функционирующих в условиях неопределенностей и внешних неизмеряемых возмущений. Реализация результатов. Работа выполнена в рамках коллективного гранта Российского фонда фундаментальных исследований 1 (г. СПбГИТМО № 2- «Развитие методов нелинейного и адаптивного управления сложными динамическими системами» (-г. Развитие методов и алгоритмов управления с адаптивной компенсации внешних возмущений» (-г. Апробация результатов. Результаты, полученные при выполнении данной работы, были изложены на 8-ой Международной Студенческой Олимпиаде по Автоматическому Управлению (г. ЦНИИ «Электроприбор», г. СПбГИТМО,-г. Нелинейные науки на рубеже тысячелетий" (СПбГИТМО,г. НАС «ШЬСОЗ», (г. Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 работах [7,8,9,,,, ]. Структура работы. Диссертационная работа изложена на 2 страницах и состоит из введения, четырех глав, списка литературы ( наименования). Итеративные процедуры синтеза могут быть применимы к объектам управления, модели которых возможно записать в специальных канонических формах. В данной главе рассмотрены эти канонические формы представления моделей объектов управления, как линейных, так и нелинейных. Показаны классы объектов, модели которых можно привести к этим формам. Представлены примеры реальных технических объектов, описываемых моделями в канонической форме. Представлены методы итеративного синтеза, используемые в дальнейшем при синтезе управления. Показано применение методов итеративного синтеза на моделях объектов, приведены результаты моделирования. Для решения целого класса важных прикладных задач, в том числе рассматриваемых в данной работе, удобно представить математические модели объектов управления в виде специальных так называемых канонических форм описания. Канонические формы представляют собой определенные виды описания объекта управления, дающие удобство при решении задач анализа и синтеза систем управления, а также позволяющие унифицировать многие алгоритмы решения таких задач. Весь класс линейных объектов приводится к каноническим формам, для нелинейных же объектов существуют ограничения, когорые будут также рассмотрены. Первоначально были предложены канонические формы линейных объектов - каноническая управляемая форма и каноническая наблюдаемая форма []. Цх1 ,хг) — измеряемый вектор переменных состояния. Запишем систему (1. Ех + (р(х) + Ь(х)и, (1. Структурная схема системы (1. Как видно из рисунка, структурная схема объекта, описание которого выполнено в канонической форме (1. Р(у)* 0 для любых у, р — относительная степень модели (1. Структурная схема системы (1. Как можно видеть из рисунка, каноническая форма по выходу также представляет собой цепь последовательно включенных интеграторов, но, в отличие от нижнетреугольной формы, обратная связь осуществляется только по выходной переменной. Ех + <р(у) + Ь(у)и, (1. Лу)_ . У + Рти, (1. К = «„У+ /? Рис. Структурная схема канонической формы по выходу (1. В настоящем параграфе рассматриваются классы динамических систем и примеры конкретных технических устройств, математические модели которых приводятся к каноническим цепным формам. Н{р)и, (1. Р-'+ +ь. Тогда с использованием коэффициентов а.