Preview

Мехатроника, автоматизация, управление

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Адаптивный алгоритм фильтрации с интегральными невязками

https://doi.org/10.17587/mau.20.80-89

Полный текст:

Аннотация

Предложен алгоритм фильтрации, основанный на использовании не только невязок между измеряемыми и оцениваемыми координатами, как в классических алгоритмах фильтрации, но и кратных интегралов от этих невязок. Классические алгоритмы фильтрации используют достоверную информацию как о моделях движения и измерения, так и о статистических характеристиках входных случайных возмущений и помех измерения. Реальные же объекты управления работают в условиях действия не только высокочастотных случайных возмущений, но и низкочастотных сил и моментов со стороны агрессивной среды, характеристики которых известны с большими приближениями. В связи с этим эффективность использования классических алгоритмов фильтрации для реальных систем крайне низка из-за больших погрешностей. Предлагаемый же в работе алгоритм позволяет устранить данные недостатки за счет восстановления внешних низкочастотных возмущений в реальном времени. Под внешними возмущениями понимаются не только внешние воздействия со стороны среды, но и неточные знания о самой модели движения. Для интегральных невязок предложен алгоритм расчета коэффициентов усиления в обратной связи в аналитическом виде, основанный на обработке невязок, а также оценок внешних возмущений и их производных в текущем времени. Предложен алгоритм управления, включающий в себя оценки как фазовых координат, так и неизвестных возмущений. Знание оценок внешних возмущений в реальном времени позволит, с одной стороны, повысить качество управления, а с другой стороны, сократить временные и материальные затраты, связанные с исследованием динамики движения объекта управления и внешней среды. На примере модели подводного аппарата, описываемого линейной системой дифференциальных уравнений в условиях действия внешних возмущений (волновых и гидрологических сил и моментов), проведено моделирование и показана работоспособность предлагаемых алгоритмов для различного числа интегральных невязок.

Об авторах

С. К. Данилова
Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, г. Москва
Россия
канд. техн. наук, вед. науч. сотр.



Н. Н. Тарасов
Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, г. Москва
Россия
канд. техн. наук, ст. науч. сотр.



Список литературы

1. Квакернаак Х., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. М:. Мир, 1977.

2. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах / Под ред. К. Т. Леондеса, М.: Мир, 1980.

3. Сейдж Э. П., Мелса Дж. Л. Идентификация систем управления. М.: Наука, 1974.

4. Бобцов А. А., Пыркин А. А. Компенсация неизвестного синусоидального возмущения для линейного объекта любой относительной степени // А и Т. 2009. № 3. С. 114—122.

5. Feuer A., Morse A. S. Adaptive control of single-input, single-output linear systems // IEEE Trans. Automat.Control. 1978. V. 23, N. 4. P. 557—569.

6. Семушин И. В. Эффективный алгоритм обновления оценок по измерениям // Судостроительная промышленность. Сер. Вычислительная техника. 1992. № 28. С. 55—59.

7. Khalil H. K. Universal integral controllers for minimumphase nonlinear systems // IEEE Trans. Automat.Control. 2000. Vol. 45, N. 3. P. 490—494.

8. Хлебников М. В. Робастная фильтрация при неслучайных возмущениях: метод инвариантных эллипсойдов // A и Т. 2009. N. 1.

9. Kanev S., Schutter D. B., Verhaegen M. An ellipsoid algorithm for probabilistic robust controller design // Systems & Control Letters. 2003. N. 49. P. 365—375.

10. Тарасов Н. Н., Тахтамышев М. Г. Алгоритмы получения несмещенных оценок при действии неизвестных внешних возмущений // Проблемы управления. 2012. № 6. С. 69—74.

11. Острецов Г. Э., Тарасов Н. Н. Управление кораблем при действии внешних возмущений с использованием интегральных невязок // Судостроение. 2013. № 6.

12. Данилова С. К., Кусков А. М., Кусков И. М., Тарасов Н. Н. Адаптивное управление МПО в условиях действия возмущений // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 1—2 (186—187). С. 221—235.

13. Данилова С. К., Тарасов Н. Н., Кусков И. М. Управление подводным аппаратом при неполной информации о модели движения и внешних возмущений // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 5. С. 354—360.

14. Евланов Л. Г. Контроль динамических систем. М.: Наука, 1979.

15. Алберт А. Регрессия, псевдоинверсия и рекуррентное оценивание. М.: Наука, 1977.


Для цитирования:


Данилова С.К., Тарасов Н.Н. Адаптивный алгоритм фильтрации с интегральными невязками. Мехатроника, автоматизация, управление. 2019;20(2):80-89. https://doi.org/10.17587/mau.20.80-89

For citation:


Danilova S.K., Tarasov N.N. Adaptive Algorithm of Filtration with Integrated Residuals. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2019;20(2):80-89. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.20.80-89

Просмотров: 21


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