On the Prevention of Vibrations in the Problem of the Time-Optimal Control of a System with Two Degrees of Freedom

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

We study a mechanical system with two degrees of freedom, consisting of two absolutely rigid bodies (material points) connected to each other by a weightless rectilinear viscoelastic rod that can be stretched or compressed. The bodies can move translationally along a fixed straight line. A control force limited in absolute value is applied to one of them, whose vector is directed along the rod. A continuous piecewise-linear control in time, which transfers the system from one equilibrium position to another in a length of time close to the minimum possible time, is constructed. In the absence of viscosity, with the constructed quasi time-optimal control, unwanted vibrations of the bodies are not excited either during the transition process or when it ends. In contrast to the time-optimal relay control, the constructed continuous control is also robust with respect to the uncertainty of the design parameters.

Sobre autores

Yu. Selyutskiy

Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: seliutski@imec.msu.ru
Россия, Москва

A. Formalskii

Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Autor responsável pela correspondência
Email: formal@imec.msu.ru
Россия, Москва

Bibliografia

  1. Фельдбаум А.А. Основы теории оптимальных автоматических систем. М.: Наука, 1966.
  2. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1976. 392 с.
  3. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. М.: Наука, 1969. 408 с.
  4. Singh G., Kabamba P.T., McClamroch N.H. Planar Time-Optimal Control, Rest-to-Rest Slewing of Flexible Spacecraft // AIAA J. Guidance, Control and Dynamics. 1989. V. 12. № 1. 1989. P. 71–81.
  5. Singer N.C., Seering W.P. Preshaping Command Inputs to Reduce System Vibration // J. Dynamic Systems, Measurement, and Control. 1990. V. 112. P. 76–81.
  6. Singh T., Vadali S.R. Robust Time-Delay Control // J. Dynamic Systems, Measurement, and Control. 1993. V. 115. P. 303–306.
  7. Singh T., Vadali S.R. Robust Time-Optimal Control: Frequency Domain Approach // AIAA J. Guidance, Control and Dynamics. 1994. V. 17. № 2. P. 346–353.
  8. Singh T. Fuel/Time Optimal Control of the Benchmark Two-Mass/Spring System // Proc. of American Control Conf., 1995. P. 3825–3829.
  9. Самсонов В.А. Очерки о механике: некоторые задачи, явления и парадоксы // Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, 2001. 80 с.
  10. Добрынина И.С., Черноусько Ф.Л. Ограниченное управление линейной системой четвертого порядка // Изв. РАН. ТиСУ. 1994. № 4. С. 108–115.
  11. Chernousko F.L., Dobrynina I.S. Constrained Control in a Mechanical System with Two Degrees of Freedom // IUTAM Symp. On Optimization of Mechanical Systems / Eds D.Bestle, W.Schiehlen. Stuttgart: Kluwer Acad. Publ., 1995. P. 57–64.
  12. Голубев Ю.Ф., Дитковский А.Е. Управление упругим манипулятором с учетом полезной нагрузки и силы тяжести // ПММ. 2004. Т. 68. Вып. 125. С. 807–818.
  13. Черноусько Ф.Л., Акуленко Л.Д., Соколов Б.Н. Управление колебаниями. М.: Наука, 1980.
  14. Maalouf D., Moog C.H., Aoustin Y., Li S. Classification of Two-degree-of-freedom Under-actuated Mechanical Systems // IET Control Theory & Applications. 2015. V. 9. № 10. P. 1501–1510.
  15. Четаев Н.Г. Устойчивость движения. М.: Наука, 1965. 176 с.
  16. Новиков М.А. Одновременная диагонализация трех вещественных симметричных матриц // Изв. вузов. Математика. 2014. № 12. С. 70–82.
  17. Formalskii A., Gannel L. Control to Avoid Vibrations in Systems with Compliant Elements // J. Vibration and Control. 2015. V. 21. № 14. P. 2852–2865.
  18. Formalskii A.M. Stabilisation and Motion Control of Unstable Objects. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH, 2015. 239 p.
  19. Проурзин В.А. Управление движением упругих объектов без возбуждения собственных колебаний // АиТ. 2017. № 12. С. 54–69.
  20. Буданов В.М., Селюцкий Ю.Д., Формальский А.М. Предотвращение колебаний сферического робота в продольном движении // Изв. РАН. ТиСУ. 2022. № 4. С. 95–108.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2.

Baixar (28KB)
3.

Baixar (17KB)
4.

Baixar (8KB)
5.

Baixar (11KB)
6.

Baixar (36KB)
7.

Baixar (192KB)
8.

Baixar (46KB)
9.

Baixar (35KB)


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–NãoComercial–SemDerivações 4.0 Internacional.

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies