Статья

Название статьи АЛГОРИТМ СИНТЕЗА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОМЕРНЫМ ПЛОХО ФОРМАЛИЗУЕМЫМ ОБЪЕКТОМ
Автор С.И. Колесникова
Рубрика РАЗДЕЛ VI. СИНЕРГЕТИКА, КИБЕРНЕТИКА И СИНТЕЗ СИСТЕМ
Месяц, год 05, 2015
Индекс УДК 62-529; 004-021; 004.896
DOI
Аннотация Целью работы является распространение классического метода аналитического конструирования агрегированных регуляторов (АКАР) на случай многомерного нелинейного объекта, заданного в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений, не все правые части которых имеют полное описание. Такие объекты (по Л.А. Растригину) называются сложными или плохо формализуемыми. На базе классических методов управления: управления в скользящем режиме, бэкстеппинг, АКАР представлен алгоритм синтеза системы управления таким объектом, который компенсирует неполноту описания за счет известного аналитического описания целевого многообразия и совместного использования указанных выше классических методов. Показано, что обсуждаемый ниже алгоритм является дальнейшим развитием идеологии синтеза гарантирующего регулятора на основе широко известного метода АКАР; установлено частное условие, при котором данный алгоритм синтеза системы управления для решения задачи стабилизации плохо формализуемого объекта превращается в алгоритм синтеза гарантирующего регулятора. Апробация алгоритма осуществлена на многомерных объектах с разным прикладным назначением. Построена система управления по параметру для расширенной модели Ферхюльста (нестабильной и хаотичной при определенных значениях параметров), применяемой в моделировании динамики роста капитала в экономике и моделировании баланса между государственной и частной видами собственности. Проведено численное сравнение качества двух систем управления: на основе представленного в статье алгоритма и ранее построенного на базе классического алгоритма синтеза гарантирующего регулятора для объекта самолет-амфибия. Установлена робастность и устойчивость построенной системы управления к нерасчетным условиям в виде аддитивных сглаженных случайных помех. Показана связь указанного алгоритма синтеза систем управления с алгоритмом нечеткого синтеза регулятора для многомерных нелинейных объектов с неполным описанием. Результаты работы могут быть актуальны в системах управления плохо формализуемыми динамическими объектами.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нелинейный многомерный объект; нелинейное управление; неполная информация об объекте.
Библиографический список 1. Красовский А.А. Математическая и прикладная теория. Избранные труды. – М.: Наука, 2002. – 362 с.
2. Халил Х.К. Нелинейные системы: монография. – М.: Институт компьютерных исследований; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009. – 812 с.
3. Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. – СПб.: Наука, 2003. – 282 с.
4. Fradkov A.L., Miroshnik I.V., Nikifirov V.O. Nonlinear and adaptive control of complex systems. - Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1999. - 528 p.
5. Memon A.Y. and Khalil H.K. Output Regulation of Nonlinear Systems Using Conditional Servocompensators // Automatica. ‑ 2010. ‑ Vol. 46. ‑ P. 1119-1128.
6. Kokotovic P.V. and Arcak M. Activation of Nonlinear Feedback Concepts, in System Theory: Modeling, Analysis, and Control–A Tribute to Sanjoy K. Mitter, T.E. Djaferis and I.C. Schick, Eds., The Springer International Series in Engineering and Computer Science, New York, NY: Springer-Verlag New York, LLC. – 1999. ‑ P. 379-389.
7. Hangos K.M., Bokor J., Szederkenyi G. Analysis and control of nonlinear process systems. - London: Springer-Verlag London Ltd, 2004. - 308 p.
8. Astolfi A., Karagiannis D., Ortega R. Nonlinear and Adaptive Control with Applications Springer, 2008. – P. 290.
9. Marino R., Tomei P. Nonlinear control systems design. - N.J.: Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1995. - 409 p.
10. Терехов В.А., Тюкин И.Ю. Адаптация в нелинейных динамических системах. – М.: ЛКИ, 2008. - 384 c.
11. Поляк Б.Т., Щербаков П.С. Робастная устойчивость и управление. ‑ М.: Наука, 2002. – 303 c.
12. Byrnes C.I., Isidori A. Bifurcation analysis of the zero dynamics and the practical stabilization of nonlinear minimum-phase systems // Asian Journal of Control. ‑ 2002. ‑ P. 171-185.
13. Isidori A. Robust Feedback Design for Nonlinear Systems: a Survey // Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences. ‑ 2010. ‑ Vol. 18. ‑ P. 693-714.
14. Arcak M. Unmodeled dynamics in robust nonlinear control: Diss. … PhD in electrical and computer engineering. Santa Barbara. 2000. - 103 p.
15. Narendra K.S., Han Z. A new approach to adaptive control using multiple models // International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. – 2012. ‑ Vol. 26, № 8. ‑ P. 689-820.
16. Freeman R.A., Kokotović P.V. Robust Control of Nonlinear Systems. - Boston: Birkhauser, 1996. - 258 p.
17. Колесников А.А. Синергетика и проблемы теории управления: сборник научных трудов / под ред. А.А. Колесникова. – М.: Физматлит, 2004. ‑ 504 с.
18. Колесников А.А. Метод интегральной адаптации нелинейных систем на инвариантных многообразиях // Труды 3-ей мультиконференции по проблемам управления. – СПб., 2010. ‑ С. 29-34.
19. Колесников А.А., Кобзев В.А. Динамика полета и управление: синергетический подход.‑ Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. – 198 c.
20. Kolesnikova S.I. Use of a posteriori information to control of a poorly formalizable dynamic object // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. – Vol. 46, № 6. – P. 571-579.
21. Ho D.L., Kolomeiseva M.B. Adaptive fuzzy logic control of robot-manipulator // IFAC. Workshop on Manufacturing, Modeling, Manegement and Control. – Prague, 2001. – P. 157-160.

Comments are closed.