Academic Journal
СИНТЕЗ СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ ДЛЯ ОДНОЗВЕННОГО БЕЗДАТЧИКОВОГО МАНИПУЛЯТОРА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕГЛАДКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ
| Τίτλος: | СИНТЕЗ СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ ДЛЯ ОДНОЗВЕННОГО БЕЗДАТЧИКОВОГО МАНИПУЛЯТОРА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕГЛАДКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ |
|---|---|
| Στοιχεία εκδότη: | Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, 2022. |
| Έτος έκδοσης: | 2022 |
| Θεματικοί όροι: | S-shaped functions, электромеханическая система, invariance, state observer of reduced order, block approach, слежение, блочный подход, S-образные функции, tracking, редуцированный наблюдатель состояния, electromechanical system, инвариантность |
| Περιγραφή: | В качестве объекта управления выступает однозвенный манипулятор, эластично сочлененный с двигателем постоянного тока и функционирующий в условиях неопределенности и неполных измерений переменных состояния. Поставлена задача синтеза разрывного закона управления в форме обратной связи, обеспечивающего отслеживание заданного сигнала угловым положением манипулятора. Особенности объекта таковы: угловое положение и скорость манипулятора недоступны для измерений, датчики расположены только на приводе; параметрические и внешние возмущения, воздействующие на манипулятор, являются негладкими и не могут быть непосредственно подавлены с помощью управления, воздействующего на исполнительное устройство. Для решения поставленной задачи применяется блочный подход, в рамках которого разработана декомпозиционная процедура синтеза нелинейных локальных связей, обеспечивающих инвариантность регулируемой переменной по отношению к неопределенностям, не согласованным с управляющим воздействием. Для оценивания углового положения и скорости манипулятора, необходимых для синтеза обратной связи, разработан редуцированный наблюдатель состояния. Для оценивания значений переменных состояния в этом наблюдателе реализован принцип восстановления внешних возмущений по их воздействию на объект управления, не требующий построения динамической модели внешних воздействий. И в задаче управления, и в задаче наблюдения были использованы S-образные ограниченные непрерывные локальные связи – гладкие (сигмоидальные) и негладкие (кусочно-линейные) соответственно, которые подавляли ограниченные возмущения, действующие с ними по одному каналу. Разработанные алгоритмы не требуют идентификации в реальном времени параметрических и внешних возмущений, но обеспечивают стабилизацию ошибок наблюдения и слежения с некоторой точностью. Эффективность разработанной динамической обратной связи подтверждена результатами численного моделирования. The controlled plant is a single-link manipulator having an elastic connection to a DC motor and operating under uncertainty and incomplete measurements. The problem is to design a discontinuous feedback control for tracking a given reference signal of the plant’s angular position. The angular position and velocity of the manipulator are not available for measurements; the sensors are located only on the drive; parametric and exogenous disturbances affecting the manipulator are nonsmooth and cannot be directly suppressed by control applied to the actuator. Within the block approach, a decomposition procedure is developed to design a nonlinear local feedback control. This control ensures the controlled variable’s invariance with respect to uncertainties unmatched with the control action. A state observer of reduced order is constructed to estimate the angular position and velocity of the manipulator required for feedback design. The state variables in this observer are estimated using the principle of restoring exogenous disturbances by their action on the controlled plant. With this principle, a dynamic model of exogenous disturbances is not needed. In both problems (control and observation), S-shaped bounded continuous local feedbacks are used (smooth (sigmoidal) and nonsmooth (piecewise linear) local feedbacks, respectively). These local feedbacks suppress bounded disturbances acting with them through the same channel. The algorithms developed below do not require real-time identification of parametric and exogenous disturbances. However, they stabilize the observation and tracking errors with some accuracy. The effectiveness of the dynamic feedback is validated by the results of numerical simulation. Проблемы управления, Выпуск 3 2022, Pages 3-15 |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Γλώσσα: | Russian |
| DOI: | 10.25728/pu.2022.3.1 |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........74fe45363ade5a3b6333802afb9bcf4c |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.25728/pu.2022.3.1 |
|---|