doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-4-666-673


УДК 681.51

Компенсация внешних возмущений для многоканальных систем с запаздыванием в управлении

Нгуен Х.Т., Власов С.М., Пыркин А.А., Скобелева А.В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Нгуен Х.Т., Власов С.М., Пыркин А.А., Скобелева А.В. Компенсация внешних возмущений для многоканальных систем с запаздыванием в управлении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 4. С. 666–673. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-4-666-673


Аннотация
Предмет исследования. Проблема компенсации внешних возмущающих воздействий для линейных многоканальных объектов с запаздыванием на входе является важной и актуальной. Предложено решение данной проблемы в задачах управления динамическими объектами и в ряде других задач. Метод. Предлагаемый метод основан на принципе внутренней модели, где необходима идентификация параметров возмущения. На первом этапе описана схема выделения возмущения, которое представлено как синусоидальный сигнал с неизвестной частотой, амплитудой и фазой. На втором этапе решена задача идентификации частот синусоидального и мультисинусоидального сигналов. На последнем этапе разработан алгоритм стабилизации и приведения состояния объекта к нулю, осуществленный с помощью обратной связи. Основные результаты. Представлена новая схема компенсации внешних возмущений для линейных многоканальных объектов с запаздыванием на входе. Предложен новый алгоритм идентификации частот мультисинусоидального сигнала. Выполнен анализ возможностей предложенного метода оценивания с использованием компьютерного моделирования в среде MATLAB Simulink. Практическая значимость. Разработанный метод может быть эффективно применен для широкого класса прикладных задач, связанных с управлением роботами, манипуляторами различного назначения.

Ключевые слова: адаптивное управление, многоканальные системы, идентификация, внутренняя модель, запаздывание

Список литературы
  1. Bobtsov A., Kremlev A.Adaptive compensation of biased sinusoidal disturbances withunknown frequency // IFAC Proceedings Volumes.2005.V. 38. N 1. P. 131–136.https://doi.org/10.3182/20050703-6-CZ-1902.00022
  2. Nikiforov V.O. Adaptive nonlinear servocompensation of unknown external disturbances // IFAC Proceedings Volumes. 1999. V. 32. N 2. P. 4506–4511. https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)56768-3
  3. Bobtsov A., Pyrkin A., TitovA., KremlevA. Compensation of harmonic disturbance for nonlinear plant with parametric and functional uncertainty // IFAC Proceedings Volumes. 2011. V. 44. N 1. P. 1528–1533. https://doi.org/10.3182/20110828-6-IT-1002.02324
  4. Nikiforov V. Adaptive non-linear tracking with complete compensation of unknown disturbances // European Journal of Control. 1998. V. 4. N 2. P. 132–139. https://doi.org/10.1016/S0947-3580(98)70107-4
  5. Nikiforov V.O. Adaptive servocompensation of input disturbances // IFAC Proceedings Volumes. 1996. V. 29. N 1. P. 5114–5119. https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)58492-X
  6. Wang J., Vedyakov A., Vediakova A., Pyrkin A., Bobtsov A., Shavetov S. Output adaptive controller for a class of MIMO systems with input delay and multisinusoidal disturbance//IFAC-PapersOnLine.2015.V. 48.N 11. P. 892–899. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.09.304
  7. Olbrot A. Stabilizability, detectability, and spectrum assignment for linear autonomous systems with general time delays//IEEE Transactions on Automatic Control.1978.V. 23. N 5.P. 887–890. https://doi.org/10.1109/TAC.1978.1101879
  8. Manitius A., Olbrot A. Finite spectrum assignment problem for systems with delays//IEEE Transactions on Automatic Control.1979.V. 24. N 4.P. 541–552. https://doi.org/10.1109/TAC.1979.1102124
  9. Anderson R., Spong M. Bilateral control of teleoperators with time delay//IEEE Transactions on Automatic Control.1989.V. 34. N 5.P. 494–501. https://doi.org/10.1109/9.24201
  10. Krstic M., Smyshlyaev A. Backstepping boundary control for first-order hyperbolic PDEs and application to systems with actuator and sensor delays // Systems and Control Letters. 2008. V. 57. N 9. P. 750–758. https://doi.org/10.1016/j.sysconle.2008.02.005
  11. Bresch-Pietri D., Krstic M. Adaptive trajectory tracking despite unknown input delay and plant parameters // Automatica. 2009. V. 45. N 9. P. 2074–2081. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2009.04.027
  12. Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Nikiforov V.O., Vedyakov A.A., Kolyubin S.A., Borisov O.I. Output control approach for delayed linear systems with adaptive rejection of multiharmonic disturbance // IFAC Proceedings Volumes. 2014. V. 43. N 3. P. 12110–12115. https://doi.org/10.3182/20140824-6-ZA-1003.01787
  13. Пыркин А.А., Бобцов А.А.,Никифоров В.О.,Колюбин С.А.,Ведяков А.А.,Борисов О.И.,Громов В.С.Компенсация полигармонического возмущения, действующего на состояние и выход линейного объекта с запаздыванием в канале управления // Автоматика и телемеханика.2015.№ 12. С. 43–64.
  14. Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Chepinskiy S.A., Kapitanyuk Y.A. Compensation of unknown multiharmonic disturbance for nonlinear plant with delay in control // IFAC Proceedings Volumes. 2010. V. 43. N 14. P. 481–486. https://doi.org/10.3182/20100901-3-IT-2016.00065
  15. Wang J., Vedyakov A.A., Vediakova A.O., Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Shavetov S.V. Output adaptive controller for a class of MIMO Systems with input delay and multisinusoidal disturbance // IFAC-PapersOnLine. 2015. V. 48. N 11. P. 892–899. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.09.304
  16. Nikiforov V.O. Adaptive compensation of external disturbances // Controlof Complex Systems: Preprint 125 / ed. by A.L. Fradkov, A.A. Stotsky. St.Petersburg: IPME, 1995. P. 34–40.
  17. Johnson C.D. Accommodation of external disturbances in linear regulator and servomechanism problems // IEEE Transactions on Automatic Control. 1971. V. 16. N 6. P. 635–644. https://doi.org/10.1109/TAC.1971.1099830
  18. Francis D.A., Wonham W.M. The internal model principle for linear multivariable regulators // Applied Mathematics and Optimization. 1975. V. 2. N 2. P. 170–194. https://doi.org/10.1007/BF01447855
  19. Nikiforov V.O. Adaptive servomechanism controller with an implicit reference model // International Journal of Control. 1997. V. 68. N 2. P. 277–286. https://doi.org/10.1080/002071797223604
  20. Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией внешних возмущений. СПб.: Наука, 2003. 282 с.
  21. Никифоров В.О. Наблюдатели внешних детерминированных возмущений I. Объекты с известными параметрами // Автоматика и телемеханика. 2004. № 10. С. 13–24.
  22. Нгуен Х.Т., Власов С.М., Пыркин А.А., Попков И.В. Новый алгоритм идентификации частоты синусоидального сигнала с постоянными параметрами // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 1. С. 18–24. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-1-18-24
  23. Aranovskiy S., Bobtsov A., Ortega R., Pyrkin A. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing // IEEE Transactions on Automatic Control. 2017. V. 62. N 7. P. 3546–3550. https://doi.org/10.1109/TAC.2016.2614889


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2022 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика