Е. А. Шеленок, д-р техн. наук, доц.,
г. Хабаровск.
E. A. Shelenok, Dr. Sc. (Engr.), Associate Professor,
Khabarovsk, 680035.
Рассматривается один из вариантов синтеза самоорганизующейся следящей системы для одного класса нелинейных динамических объектов, работающих при действии постоянных внешних возмущений. Объект управления состоит из нескольких коммутируемых подсистем, которые в общем случае являются неустойчивыми и имеют различные относительные степени. Переключения (коммутация) между подсистемами происходят в соответствии с определенным сигналом в произвольные моменты времени, изменяя при этом как параметры объекта (параметрическая неопределенность), так и его структуру (структурная неопределенность). Кроме этого, в математическую модель объекта входит неизвестная нелинейная зависимость от фазовых координат. Эта особенность характерна, например, для систем с немоделируемой динамикой.
В качестве методов решения в работе используются: кибернетический подход к разработке самоорганизующихся систем, связанный с формированием строго минимально фазовой системы с использованием быстродействующих фильтр-корректоров; критерий гиперустойчивости, позволяющий осуществить синтез нелинейного комбинированного (адаптивно-робастного) закона управления; подход к построению L-диссипативных динамических систем в условиях действия структурных возмущений.
В заключительной части статьи в качестве примера рассматривается задача комбинированного управления объектом с переключениями, состоящим из двух коммутируемых подсистем третьего порядка, и с помощью имитационного моделирования демонстрируется и анализируется качество работы синтезированной системы. Отмечается, что за счет применения специальным образом сформированных быстродействующих фильтр-корректоров и благодаря автоматической структурной самоорганизации регулятора можно добиться целенаправленного улучшения динамических характеристик системы управления.
Полученные результаты могут использоваться при разработке высокоэффективных самоорганизующихся коммутируемых систем управления сложными динамическими объектами в условиях структурно-параметрических изменений, возмущений и переключений. Также результаты могут быть использованы при решении задач синтеза систем управления для других классов динамических объектов с переключениями, в частности для объектов с различными типами запаздывающих аргументов.
Article deals with the consideration of a self-organizing tracking system synthesis for one class of nonlinear dynamic plants operates under constant external disturbances. The control plant consists of several subsystems that are generally unstable and have different relative degrees. The switching between these subsystems occurs at arbitrary points in time according to a given signal, while both the parameters and the structure of the object are subject to parametric and structural uncertainties. Additionally, the mathematical model of the object includes a nonlinear dependence on phase coordinates, which is typical of systems with unmodeled dynamics. The following solution methods are used: cybernetic approach to the development of self-organizing systems, associated with the formation of a strictly minimal phase system using high-speed correction filters; hyperstability criterion, which allows the synthesis a nonlinear combined (adaptive-robust), control law; approach to constructing L-dissipative dynamic systems under the influence of structural disturbances. In the final part of the article, we consider the control problem for plant with switches consisting of two subsystems of the third order. We note that through the specially designed high-speed correction filters and automatic structural self-organization of the regulator, we can achieve targeted improvement in the control system quality. The results obtained can be used to develop highperformance self-organizing control systems for complex dynamic plants. These systems can effectively operate in conditions of changing structure and parameters, as well as when there are disturbances and switching. Additionally, the results are useful for developing control systems for other types of switched plants.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.