РОБАСТНЫЙ АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСВЯЗНЫМИ СИСТЕМАМИ 
С КВАНТОВАННЫМ ВЫХОДОМ

Маргун Алексей Анатольевич, Фуртат Игорь Борисович

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

2017 , ТОМ 17, НОМЕР 1 ( январь-февраль )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Меню

Публикации

Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор

Партнеры

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

УДК 681.51

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. 27^thIEEE 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. 6^th 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. 20^th Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics. 2015. P. 341–346.

17. Twin Rotor MIMO System Experiment. Feedback Instruments Ltd., 1998.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License