ENG
РУС
Поиск
Меню
О журнале
Политика открытого доступа
Редакционная коллегия
Редакционная политика
Редакционная этика
Правила рецензирования статей
Требования к оформлению статей
Формы представляемых документов
Рекомендации по оформлению ссылок на наш журнал
Редакция
Информация для подписчиков
Аннотации номера
Список авторов
Выпуски
Лицензионное соглашение
Порядок работы с персональными данными
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры













































doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-5-894-903

УДК 519.71

Робастная компенсация возмущений для многоканальных линейных систем с неизмеримым вектором состояния и запаздыванием в канале управления

Буй В.Х., Жданов В.А., Маргун А.А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Буй В.Х., Жданов В.А., Маргун А.А. Робастная компенсация возмущений для многоканальных линейных систем с неизмеримым вектором состояния и запаздыванием в канале управления // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 5. С. 894–903. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-5-894-903


Аннотация
Введение. Рассмотрена задача компенсации внешних возмущений в многоканальных системах с неизмеримым вектором состояния и запаздыванием в канале управления. Предположено, что возмущение имеет гармоническую форму. Метод. Для решения задачи оценивания вектора состояния объекта синтезирован наблюдатель полного порядка с неизвестными входными сигналами (Unknown Input Observer). В результате полученных оценок вектора состояния сформирован новый наблюдатель внешних возмущений и система, использующая оценки с расширенным вектором состояния. Для системы построен регулятор, обеспечивающий компенсацию возмущения. Основные результаты. Предложенный алгоритм обеспечивает ограниченность всех сигналов в замкнутой системе и асимптотическую устойчивость выхода. При этом не требуется идентификация параметров внешних возмущений. Для демонстрации работоспособности и эффективности подхода выполнено компьютерное моделирование с использованием программной среды MATLAB Simulink. Обсуждение. Разработанный алгоритм может эффективно применяться в системах с внешними возмущениями в форме синусоидальных сигналов, в том числе в системах, подверженных воздействию ветра, корабельных системах, системах управления движением робототехнических комплексов различного типа и других.

Ключевые слова: адаптивное управление, многоканальная система, синусоидальное возмущение, линейные системы, компенсация возмущений, запаздывание в канале управления

Благодарности. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, госзадание № 2019-0898.

Список литературы
  1. Bodson M., Douglas S.C. Adaptive algorithms for the rejection of sinusoidal disturbances with unknown frequency // Automatica. 1997. V. 33. N 12. P. 2213–2221. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(97)00149-0
  2. 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
  3. Marino R., Santosuosso G.L., Tomei P. Robust adaptive compensation of biased sinusoidal disturbances with unknown frequency // Automatica. 2003. V. 39. N 10. P. 1755–1761. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(03)00170-5
  4. Hackl C.M. High-gain adaptive position control // International Journal of Control. 2011. V. 84. N 10. P. 1695–1716. https://doi.org/10.1080/00207179.2011.623720
  5. Bobtsov A.A., Pyrkin A.A., Kolyubin S.A. Rejection of sinusoidal disturbance approach based on high-gain principle // Proc. of the IEEE 51st IEEE Conference on Decision and Control (CDC). 2012. P. 6786–6791. https://doi.org/10.1109/cdc.2012.6426733
  6. Modern Sliding Mode Control Theory. New Perspectives and Applications / ed. by G. Bartolini, L. Fridman, A. Pisano, E. Usai. Verlag Berlin Heidelberg: Springer, 2008. XX, 468 p. (Lecture Notes in Control and Information Sciences; vol. 375). https://doi.org/10.1007/978-3-540-79016-7
  7. Advances in Sliding Mode Control Concept, Theory and Implementation / ed. by B. Bandyopadhyay, S. Janardhanan, Sarah K. Spurgeon. Verlag Berlin Heidelberg: Springer, 2013. XXII, 381 p. (Lecture Notes in Control and Information Sciences; vol. 440). https://doi.org/10.1007/978-3-642-36986-5
  8. Курдюков А.П. Основы робастного управления. М.: Изд–во МГТУ им. Баумана, 1995. 131 с.
  9. Ravi R., Nagpal K.M., Khargonekar P.P. H∞–Control of linear time-varying systems: a state–space approach // SIAM Journal on Control and Optimization. 1991. V. 29. N 6. P. 1394–1413. https://doi.org/10.1137/0329071
  10. Ball J.A., Helton J.W., Walker M.L. H/sup infinity / Control for nonlinear systems with output feedback // IEEE Transactions on Automatic Control. 1993. V. 38. N 4. P. 546–559. https://doi.org/10.1109/9.250523
  11. A Course in H∞–Control Theory / ed. by B.A. Francis. Verlag, Berlin: Springer, 1987. X, 155 p. (Lecture Notes in Control and Information Sciences; vol. 88). https://doi.org/10.1007/BFb0007371
  12. Francis D.A., Wonham W.N. The internal model principle for linear multivariable regulators // Applied Mathematics & Optimization. 1975. V. 2. N 2. P. 170–194. https://doi.org/10.1007/bf01447855
  13. Davison E.J. The robust control of a servomechanism problem for linear time-invariant multivariable systems // IEEE Transactions on Automatic Control. 1976. V. 21. N 1. P. 25–34. https://doi.org/10.1109/tac.1976.1101137
  14. 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
  15. Nikiforov V.O. Nonlinear servocompensation of unknown external disturbances // Automatica. 2001. V. 37. N 10. P. 1647–1653. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(01)00117-0
  16. Nikiforov V.O. 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
  17. 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
  18. Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. СПб.: Наука, 2003. 282 с.
  19. Narendra K.S., Annaswamy A.M. Stable Adaptive Systems. Prentice-Hall, 1989. 494 p.
  20. Gerasimov D.N., Nikiforov V.O., Paramonov A.V. Adaptive disturbance compensation in delayed linear systems: internal model approach // Proc. of the IEEE Conference on Control Applications (CCA). 2015. P. 1692–1696. https://doi.org/10.1109/CCA.2015.7320853
  21. Парамонов А.В. Адаптивная робастная компенсация возмущений в линейных системах с запаздыванием // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 3. С. 384–391. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2018-18-3-384-391
  22. Буй В.Х., Маргун А.А. Компенсация внешних возмущений по выходу для класса линейных систем с запаздыванием в канале управления // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 6. С. 1072–1077. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-6-1072-1077
  23. Dambrine M., Gouaisbaut F., Perruquetti W., Richard J.P. Robustness of sliding mode control under delays effects: a case study // Proc. of the 2nd IEEE-IMACS Conference CESA'98. P. 817–821.
  24. Gouaisbaut F., Perruquetti W., Richard J.P. A sliding mode control for linear systems with input and state delays // Proc. of the 38th IEEE Conference on Decision and Control. 1999. P. 4234–4239. https://doi.org/10.1109/cdc.1999.828026
  25. Kwon W., Pearson A. Feedback stabilization of linear systems with delayed control // IEEE Transactions on Automatic Control. 1980. V. 25. N 2. P. 266–269. https://doi.org/10.1109/tac.1980.1102288
  26. Niculescu S.-I., Annaswamy A.M. An adaptive Smith–controller for time–delay systems with relative degree n* ≤ 2 // Systems & Control Letters. 2003. V. 49. N 5. P. 347–358. https://doi.org/10.1016/s0167-6911(03)00113-0
  27. Krstic M. Delay Compensation for Nonlinear, Adaptive, and PDE Systems. Birkhauser: Springer, 2009. 466 p. https://doi.org/10.1007/978-0-8176-4877-0
  28. Chen J., Patton R.J. Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems. Beijing University of Aeronautics Beijing, 1999. 356 p.
  29. Nikiforov V.O., Gerasimov D.N. Adaptive Regulation. Reference Tracking and Disturbance Rejection. Springer, 2022. XVI, 358 p. (Lecture Notes in Control and Information Sciences; vol. 491). https://doi.org/10.1007/978-3-030-96091-9
  30. Krstic M., Kanellakopoulos I., Kokotovic P. Nonlinear and Adaptive Control Design. John Wiley and Sons, Inc., NY, 1995. 563 p.
  31. Marino R., Tomei P. Output regulation for linear systems via adaptive internal model // IEEE Transactions on Automatic Control. 2003. V. 48. N 12. P. 2199–2202. https://doi.org/10.1109/tac.2003.820143
  32. Ioannou P., Sun J. Robust Adaptive Control. NJ: Prentice Hall, 1996. 848 p.
  33. Gerasimov D.N., Paramonov A.V., Nikiforov V.O. Algorithms of adaptive disturbance compensation in linear systems with arbitrary input delay // International Journal of Control. 2020. V. 93. N 7. P. 1596–1604. https://doi.org/10.1080/00207179.2018.1521527


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2024 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика