Статья

Название статьи АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ ПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Автор В.Х. Пшихопов, М.Ю. Медведев, В.А. Шевченко
Рубрика РАЗДЕЛ I. АВТОМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ
Месяц, год 02, 2015
Индекс УДК 681.513.66
DOI
Аннотация Рассматривается задача управления приводами постоянного тока, модель которых представлена нелинейными уравнениями в переменных состояния. Исследуются особенности управления, которые возникают, например, при пуске двигателя, когда поток возбуждения отсутствует. В таких задачах в управлении могут возникать особенности, не позволяющие задавать желаемую динамику замкнутой системы в виде линейных уравнений, т.е. система не может быть линеаризована обратной связью. Задача позиционного управления решается на базе структуры адаптивных беспоисковых систем управления с эталонной моделью. Предлагается процедура синтеза базового позиционно-траекторного регулятора с линейной и нелинейной эталонными моделями. Проводится анализ асимптотической устойчивости замкнутой нелинейной эталонной системы управления методом функций Ляпунова. Предложена структура и адаптивные алгоритмы управления приводом. Адаптация полученного базового закона осуществляется на основе ПИ-алгоритма. Проведен анализ устойчивости замкнутой системы. Показано, что в линейном приближении характеристическое уравнение замкнутой системы является произведением характеристического уравнения контура эталонной модели, контура управления приводом и контура адаптации. Приведены результаты численного моделирования, подтверждающие эффективность предложенного метода на примере задачи стабилизации частоты вращения привода при действии постоянных и переменных возмущений.

Скачать в PDF

Ключевые слова Позиционно-траекторное управление; адаптивное управление; привод; эталонная модель; функция Ляпунова.
Библиографический список 1. Пшихопов В.Х., Гайдук А.Р., Медведев М.Ю., Беляев В.Е., Полуянович Н.К., Волощенко Ю.П. Энергосберегающее управление тяговыми приводами электроподвижного состава // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 2 (139). – С. 192-200.
2. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гайдук А.Р., Шевченко В.Е. Энергосберегающее управление электропоездом в условиях неоднородности профиля пути // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 3(140). – С. 162-168.
3. Зарифьян А.А., Колпахчьян П.Г., Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Проблемы разработки энергосберегающих систем регулирования тягового электропривода // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 3(140). – С. 176-183.
4. Гайдук А.Р., Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Плаксиенко Е.А., Шаповалов Е.О. Управляемая форма Жордана и синтез нелинейных систем управления // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ 2014. Москва, 16–19 июня 2014.
– С. 521-531. ISBN 978-5-91450-151-5.
5. Гайдук А.Р. Синтез нелинейных систем на основе управляемой формы Жордана // Автоматика и телемеханика. – 2006. – № 7. – С. 3-13.
6. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Управление подвижными объектами в определенных и неопределенных средах. – М.: Наука, 2011. – 350 с. ISBN 978-5-02-037509-3.
7. Еругин Н.П. Построение всего множества систем дифференциальных уравнений, имеющих заданную интегральную кривую // Прикладная математика и механика. – 1952. – Вып. 6. – С. 659-670.
8. Бойчук Л.М. Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления. – М.: Энергия, 1971. – 112 с.
9. Галиуллин А.С. Методы решения обратных задач динамики. – М.: Наука, 1986. – 224 с.
10. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гайдук А.Р., Нейдорф Р.А., Беляев В.Е., Федоренко Р.В., Костюков В.А., Крухмалев В.А. Система позиционно-траекторного управления роботизированной воздухоплавательной платформой: математическая модель // Мехатроника, автоматизация и управление. – 2013. – № 6. – С. 14-21.
11. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гайдук А.Р., Нейдорф Р.А., Беляев В.Е., Федоренко Р.В., Костюков В.А., Крухмалев В.А. Система позиционно-траекторного управления роботизированной воздухоплавательной платформой: алгоритмы управления // Мехатроника, автоматизация и управление. – 2013. – № 7. – С. 13-20.
12. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M., Gaiduk A., Belyaev V., Fedorenko R., Krukhmalev V. Position-trajectory control system for robot on base of airship // Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control. – 2013. – P. 3590-3595.
13. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Yu., Gaiduk A.R., Fedorenko R.V., Krukhmalev V.A., Gurenko. Position-Trajectory Control System for Unmanned Robotic Airship. Preprints of the B.V. 19th World Congress the International Federation of Automatic Control. Cape Town, South Africa. – August 24-29, 2014. – P. 8953-8958.
14. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Y., and Gurenko B.V. Homing and Docking Autopilot Design for Autonomous Underwater Vehicle // Applied Mechanics and Materials Vols. 490-491 (2014). – P. 700-707. Trans Tech Publications, Switzerland. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.490-491.700.
15. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Yu., Gaiduk A.R., Gurenko B.V. Control system design for autonomous underwater vehicle// Proceedings - 2013 IEEE Latin American Robotics Symposium, LARS 2013, Article number 6693274, – P. 77-82.
16. Pshikhopov V.Kh., Ali A.S. Hybrid motion control of a mobile robot in dynamic environments // 2011 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2011 – Proceedings, Article number 5971345. – P. 540-545.
17. Li G., Na, J., Stoten D.P., Ren X. Adaptive feedforward control for dynamically substructured systems based on neural network compensation // IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline). – 2011. – Vol. 18, Issue PART 1. – P. 944-949.
18. Рутковский В.Ю., Крутова И.Н. Принцип построения и некоторые вопросы теории одного класса самонастраивающихся систем с моделью // Самонастраивающиеся автоматические системы: Труды I Всесоюзной конференции по теории и практике самонастраивающихся систем (10–14 декабря 1963). – М., 1965. – С. 46-63.
19. Рутковский В.Ю., Ссорин-Чайков В.Н. Самонастраивающиеся системы с пробным сигналом // Самонастраивающиеся автоматические системы: Труды I Всесоюзной конференции по теории и практике самонастраивающихся систем (10–14 декабря 1963). – М., 1965. – С. 93-111.
20. Zemlyakov S.D. Some problem of analytical synthesis in model reference control systems by the direct method of Lyapunov. Theory of self adaptive control system // Proc. of International Symposium , England, Teddington, 1965. New-York: P.H. Hummon Plenum Press, 1966. – P. 175-179.
21. Рутковский В.Ю. Работы института проблем управления в области беспоисковых адаптивных систем и систем управления космическими аппаратами // Автоматика и телемеханика. – 1999. – № 6. – С. 42-49.
22. Земляков С.Д., Рутковский В.Ю. О некоторых результатах развития теории и практики применения беспоисковых адаптивных систем // Автоматика и телемеханика. – 2001. – № 7. – С. 103-121.
23. Рутковский В.Ю., Глумов В.М., Суханов В.М. Физически реализуемый алгоритм адаптивного управления с эталонной моделью // Автоматика и телемеханика. – 2011. – № 8. – C. 96-108.
24. Земляков С.Д., Рутковский В.Ю. Алгоритм функционирования адаптивной системы с эталонной моделью, гарантирующий заданную динамическую точность управления нестационарным динамическим объектом в условиях неопределенности // Автоматика и телемеханика. – 2009. – № 10. – P. 35-44.
25. Глумов В.М., Земляков С.Д., Рутковский В.Ю., Суханов В.М. Применение принципа построения адаптивных систем с эталонной моделью к задачам мониторинга текущего состояния трансмиссионных валов // Автоматика и телемеханика. – 2003. – № 5. – P. 131-146.
26. Медведев М.Ю. Алгоритмы адаптивного управления исполнительными приводами // Мехатроника, автоматизация и управление. – 2006. – № 6. – С. 17-22.
27. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. – СПб., 2003. – 752 c.
28. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов по спец. «Автоматика и упр. в техн. системах». – М.: Высш. шк, 1989. – 263 с.

Comments are closed.