Preview

Мехатроника, автоматизация, управление

Расширенный поиск

Адаптивное позиционное управление подвижными объектами, не линеаризуемыми обратной связью

https://doi.org/10.17587/mau.16.523-530

Полный текст:

Аннотация

Рассматривается задача управления подвижными объектами, модель которых представлена уравнениями кинематики и динамики твердого тела. Исследуются особенности управления, которые возникают, например, при выполнении летательным аппаратом сложных маневров. Задача позиционного управления решается на базе структуры адаптивных беспоисковых систем управления с эталонной моделью. Предлагается процедура синтеза базового позиционно-траекторного регулятора. Проводится анализ асимптотической устойчивости замкнутой нелинейной эталонной системы управления методом функций Ляпунова. Предложена структура и адаптивные алгоритмы управления подвижным объектом. Адаптация полученного базового закона осуществляется на основе ПИ алгоритма. Проведен анализ устойчивости замкнутой системы. Показано, что в линейном приближении характеристическое уравнение замкнутой системы является произведением характеристического уравнения контура эталонной модели, контура управления подвижным объектом и контура адаптации. Приведены результаты численного моделирования, подтверждающие эффективность предложенного метода на примере задачи позиционирования подвижного объекта в точке при действии постоянных и переменных возмущений. Данный подход может применяться для управления динамическими нелинейными объектами с особенностями. Например, управление электрическими приводами, как правило, осуществляется при ненулевом потоке возбуждения. Данный подход позволяет устранить указанные особенности в законах управления.

Об авторах

В. Х. Пшихопов
Южный федеральный университет
Россия


М. Ю. Медведев
Южный федеральный университет
Россия


Список литературы

1. Черноусько Ф. Л., Болотник Н. Н., Градецкий В. Г. Мобильные роботы: проблемы управления и оптимизации движений // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ-2014. Москва, ИПУ РАН. 2014.

2. XII Всероссийское совещание по проблемам управления: аналитический обзор. URL: http://vspu2014.ipu.ru/taxonomy/term/101

3. Пшихопов В. Х., Медведев М. Ю. Управление подвижными объектами в определенных и неопределенных средах. М.: Наука, 2011. 350 с.

4. Еругин Н. П. Построение всего множества систем дифференциальных уравнений, имеющих заданную интегральную кривую // Прикладная математика и механика. 1952. Вып. 6. С. 659-670.

5. Бойчук Л. М. Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления. М.: Энергия, 1971. 112 с.

6. Галиуллин А. С. Методы решения обратных задач динамики. М.: Наука, 1986. 224 с.

7. Пшихопов В. Х., Медведев М. Ю., Гайдук А. Р., Нейдорф Р. А., Беляев В. Е., Федоренко Р. В., Костюков В. А., Крухмалев В. А. Система позиционно-траекторного управления роботизированной воздухоплавательной платформой: математическая модель // Мехатроника, автоматизация и управление. 2013. № 6. С. 14-21.

8. Пшихопов В. Х., Медведев М. Ю., Гайдук А. Р., Нейдорф Р. А., Беляев В. Е., Федоренко Р. В., Костюков В. А., Крухмалев В. А. Система позиционно-траекторного управления роботизированной воздухоплавательной платформой: алгоритмы управления // Мехатроника, автоматизация и управление. 2013. № 7. С. 13-20.

9. Pshikhopov V. Kh., Medvedev M., Gaiduk A., Belyaev V., Fedorenko R., Krukhmalev V. // Position-trajectory control system for robot on base of airship. 2013 Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control. 2013. P. 3590-3595.

10. Pshikhopov V. Kh., Medvedev M. Yu., Gaiduk A. R., Fedorenko R. V., Krukhmalev V. A., Gurenko B. V. Position-Trajectory Control System for Unmanned Robotic Airship. Preprints of the 19th World Congress the International Federation of Automatic Control. Cape Town, South Africa. August 24-29, 2014. P. 8953-8958.

11. Pshikhopov V. Kh., Medvedev M. Y., and Gurenko B. V. Homing and Docking Autopilot Design for Autonomous Underwater Vehicle // Applied Mechanics and Materials Vols. 490-491 (2014). P. 700-707. Trans Tech Publications, Switzerland. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.490-491.700.

12. Пшихопов В. Х., Федотов А. А., Медведев М. Ю., Медведева Т. Н., Гуренко Б. В. Позиционно-траекторная система прямого адаптивного управления морскими подвижными объектами // Инженерный вестник Дона. 2014. № 3.

13. Пшихопов В. Х., Суконкин С. Я., Нагучев Д. Ш., Стракович В. В., Медведев М. Ю., Гуренко Б. В., Костюков В. А., Волощенко Ю. П. Автономный подводный аппарат "Скат" для решения задач поиска и обнаружения заиленных объектов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 3 (104). С. 153-162.

14. Гайдук А. Р. Синтез нелинейных систем на основе управляемой формы Жордана // Автоматика и телемеханика. 2006. № 7. С. 3-13.

15. Рутковский В. Ю., Крутова И. Н. Принцип построения и некоторые вопросы теории одного класса самонастраивающихся систем с моделью // Самонастраивающиеся автоматические системы: Труды I Всесоюзной конференции по теории и практике самонастраивающихся систем (10-14 декабря 1963). 1965. С. 46-63.

16. Рутковский В. Ю., Ссорин-Чайков В. Н. Самонастраивающиеся системы с пробным сигналом // Самонастраивающиеся автоматические системы: Труды I Всесоюзной конференции по теории и практике самонастраивающихся систем (10-14 декабря 1963). 1965. С. 93-111.

17. Zemlyakov S. D. Some problem of analytical synthesis in model reference control systems by the direct method of Lyapunov. Theory of self adaptive control system // Proc. of International Symposium, England, Teddington, 1965. New-York: P. H. Hummon Plenum Press, 1966. P. 175-179.

18. Рутковский В. Ю. Работы института проблем управления в области беспоисковых адаптивных систем и систем управления космическими аппаратами // Автоматика и телемеханика. 1999. № 6. С. 42-49.

19. Земляков С. Д., Рутковский В. Ю. О некоторых результатах развития теории и практики применения беспоисковых адаптивных систем // Автоматика и телемеханика. 2001. № 7. С. 103-121.

20. Рутковский В. Ю., Глумов В. М., Суханов В. М. Физически реализуемый алгоритм адаптивного управления с эталонной моделью // Автоматика и телемеханика. 2011. № 8. С. 96-108.

21. Земляков С. Д., Рутковский В. Ю. Алгоритм функционирования адаптивной системы с эталонной моделью, гарантирующий заданную динамическую точность управления нестационарным динамическим объектом в условиях неопределенности // Автоматика и телемеханика. 2009. № 10. С. 35-44

22. Глумов В. М., Земляков С. Д., Рутковский В. Ю., Суханов В. М. Применение принципа построения адаптивных систем с эталонной моделью к задачам мониторинга текущего состояния трансмиссионных валов // Автоматика и телемеханика. 2003. № 5. С. 131-146.

23. Медведев М. Ю. Алгоритмы адаптивного управления исполнительными приводами // Мехатроника, автоматизация и управление. 2006. № 6. С. 17-22.


Для цитирования:


Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Адаптивное позиционное управление подвижными объектами, не линеаризуемыми обратной связью. Мехатроника, автоматизация, управление. 2015;16(8):523-530. https://doi.org/10.17587/mau.16.523-530

For citation:


Pshikhopov V.K., Medvedev M.Y. Adaptive Position-Path Control of Vehicles without a Feedback Linearization. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2015;16(8):523-530. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.16.523-530

Просмотров: 44


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)