Меню
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
![](/pic/nikiforov.jpg)
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
Читать статью полностью
![](/images/pdf.png)
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
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
Благодарности. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, госзадание № 2019-0898.
Список литературы
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Курдюков А.П. Основы робастного управления. М.: Изд–во МГТУ им. Баумана, 1995. 131 с.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. СПб.: Наука, 2003. 282 с.
- Narendra K.S., Annaswamy A.M. Stable Adaptive Systems. Prentice-Hall, 1989. 494 p.
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- Chen J., Patton R.J. Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems. Beijing University of Aeronautics Beijing, 1999. 356 p.
- 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
- Krstic M., Kanellakopoulos I., Kokotovic P. Nonlinear and Adaptive Control Design. John Wiley and Sons, Inc., NY, 1995. 563 p.
- 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
- Ioannou P., Sun J. Robust Adaptive Control. NJ: Prentice Hall, 1996. 848 p.
- 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