DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-1-31-38


УДК681.51

РОБАСТНЫЙ АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСВЯЗНЫМИ СИСТЕМАМИ С КВАНТОВАННЫМ ВЫХОДОМ

Маргун А.А., Фуртат И.Б.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Маргун А.А., Фуртат И.Б. Робастный алгоритм управления многосвязными системами с квантованным выходом // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 1. С. 31–38. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-1-31-38

Аннотация

Представлен робастный алгоритм управления по выходу многосвязными системами в условиях внешних возмущающих воздействий. Объект управления описывается системой линейных дифференциальных уравнений с известными относительными степенями. Параметры объекта управления неизвестны, но принадлежат известному ограниченному замкнутому множеству. Вектор состояния объекта управления неизмерим, а его выход измеряется посредством статического квантователя. Синтез алгоритма управления основан на методе «сильной» обратной связи. Разработанный регулятор обеспечивает экспоненциальную сходимость ошибки слежения в ограниченную область, размеры которой зависят от параметров квантователя и величины возмущающих воздействий. Проведена экспериментальная апробация разработанного алгоритма управления на лабораторном стенде TwinRotorMIMOSystem. Данный стенд представляет собой модель вертолета с двумя степенями свободы (тангаж и рысканье). В качестве исполнительных устройств используются двигатели постоянного тока. Выходные сигналы измеряются посредством оптических энкодеров. Получена математическая модель лабораторного стенда. Проведено сравнение алгоритма с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором в условиях квантования выходного сигнала. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного регулятора.


Ключевые слова: робастное управление, квантование, параметрические неопределенности, многосвязные системы, возмущения

Благодарности. Исследование было проведено при поддержке Правительства Российской Федерации (Грант 074-U01), поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (14.Z50.31.0031), грантов Президента Российской Федерации (№14.Y31.16.9281-НШ и № 14.W01.16.6325-МД (МД-6325.2016.8)).

Список литературы
1.     Widrow B. Statistical analysis of amplitude-quantized sampled-data systems // IEEE Transactions. 1961. V. 79. N6.P. 555–568.doi: 10.1109/tai.1961.6371702
2.     Liu В., Kaneko T. Error analysis of digital filters with floating-point arithmetic // Proc. IEEE. 1969. V. 57. P.1735–1747.
3.     Curry R.E. Estimation and Control with Quantized Measurements. MIT Press, 1970. 141 p.
4.     Delchamps D.F. Stabilizing a linear system with quantized state feedback // IEEE Transactions on Automatic Control. 1990. V. 35. N 8. P. 916–924. doi: 10.1109/9.58500
5.     Brockett R., Liberzon D. Quantized feedback stabilization of linear systems // IEEE Transactions on Automatic Control. 2000. V. 45. N 7. P. 1279–1289. doi: 10.1109/9.867021
6.     Ortega R., Spong M. Adaptive motion control of rigid robots: a tutorial // Proc. 27th IEEE Conf. on Decision and Control. 1988. V. 2. P. 1575–1584. doi: 10.1109/cdc.1988.194594
7.     Slotine J.J., Li W. Applied Nonlinear Control. Prentice Hall, 1991. 461 p.
8.     Berghuis H., Ortega R., Nijmeijer H. A robust adaptive robot controller // IEEE Transactions on Robotics and Automation. V. 9. N6. P. 825–830. doi: 10.1109/70.265925
9.     Фуртат И.Б., Цыкунов А.М. Робастное управление нестационарными нелинейными структурно неопределенными объектами // Проблемы управления. 2008. № 5. С. 2–7.
10.  Бобцов А.А., Шаветов С.В. Управление по выходу линейным параметрически неопределенным объектом в условиях возмущающих воздействий и неучтенной динамики // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. № 1(71). С. 33–39.
11.  Цыкунов А.М. Робастное управление с компенсацией возмущений. М.: Физматлит, 2012.298 с.
12.  Бобцов А.А., Фаронов М.В., Фуртат И.Б., Пыркин А.А., Цзянь В. Адаптивное управление по выходу многоканальными линейными стационарными параметрически неопределенными системами // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 6. С. 63–70.
13.  Bobtsov A.A., Faronov M.V., Furtat I.B., Pyrkin A.A., Arustamov S.A. Adaptive control of linear MIMO systems // Proc. 6th Int. Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops, ICUMT. St. Petersburg, Russia, 2014. P. 584–589. doi: 10.1109/icumt.2014.7002166
14.  Furtat I.B., Fradkov A.L., Liberzon D. Robust control with compensation of disturbances for systems with quantized output // IFAC Proceedings. 2014. V. 47. N 3. P. 730–735. doi: 10.3182/20140824-6-za-1003.00531
15.  Margun A., Furtat I. Robust control of uncertain linear systems in conditions of output quantization // IFAC Proceedings. 2015. V. 48. N 11. P. 843–847. doi: 10.5220/0005981405140520
16.  Margun A., Furtat I. Robust control of linear MIMO systems in conditions of parametric uncertainties, external disturbances and signal quantization // Proc. 20th Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics. 2015. P. 341–346.
17.  Twin Rotor MIMO System Experiment. Feedback Instruments Ltd., 1998.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика