Адаптивное управление с гарантией заданного качества регулирования
- Авторы: Фуртат И.Б.1, Гущин П.А.1, Нгуен Б.Х.1, Колесник Н.С.1
-
Учреждения:
- Институт проблем машиноведения РАН
- Выпуск: № 102 (2023)
- Страницы: 44-57
- Раздел: Анализ и синтез систем управления
- URL: https://journals.rcsi.science/1819-2440/article/view/363791
- DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2023.102.3
- ID: 363791
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Приведена модификация классического алгоритма адаптивного управления по выходу с целью гарантии нахождения выходного сигнала в заданном разработчиком множестве в любой момент времени. В отличие от классических схем адаптивного управления, где нельзя повлиять на качество переходного процесса, качество регулирования в установившемся режиме и время переходного процесса, здесь для решения данных проблем предлагается дополнить классическую процедуру адаптивного управления нелинейным законом управления. Нелинейный закон управления базируется на взаимообратном преобразовании выходной переменной так, чтобы задача с ограничениями свелась к задаче без ограничений. Для преобразованной системы без ограничений можно применять любые существующие схемы адаптивного управления для ее стабилизации. Причем в новых координатах не требуется гарантировать заданное качество переходных процессов в любой момент времени и не важна величина предельной ошибки. Это связано с тем, что обратные преобразования всегда будут гарантировать нахождение исходных сигналов в заданных разработчиком ограничениях. Решена задача для объектов с единичной относительной степенью дабы избежать громоздких выводов. Однако все полученные результаты могут быть непосредственно распространены на объекты с произвольной относительной степенью. Приведен пример, иллюстрирующий эффективность предложенного метода и подтверждающий теоретические выводы.
Ключевые слова
Об авторах
Игорь Борисович Фуртат
Институт проблем машиноведения РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: cainenash@mail.ru
Санкт-Петербург
Павел Александрович Гущин
Институт проблем машиноведения РАН
Email: guschin.p@mail.ru
Санкт-Петербург
Ба Хю Нгуен
Институт проблем машиноведения РАН
Email: leningrat206@gmail.com
Санкт-Петербург
Никита Сергеевич Колесник
Институт проблем машиноведения РАН
Email: nik.kolesnik.1998@mail.ru
Санкт-Петербург
Список литературы
- Еремин Е. Л. Алгоритм адаптивной системы управления с явно-эталонной моделью для строго минимально-фазового объекта // Информатика и системы управления. – 2004. – №2, Т. 8. – С. 157–166.
- Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. – СПб.: Наука, 2000.
- Фрадков А. Л. Кибернетическая физика: принципы и примеры. – СПб.: Наука, 2003.
- Фуртат И. Б., Гущин П. А. Управление динамическими объектами с гарантией нахождения регулируемого сигнала в заданном множестве // Автоматика и телемеханика. – 2021. – №4. – С. 121–139.
- Халил Х. К. Нелинейные системы. – М.–Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2009.
- Anderson B. D. O. Adaptive systems, lack of persistency of excitation and bursting phenomena // Automatica. – 1985. – Vol. 21, No. 3. – P. 247–258.
- Annaswamy A. M., Skantze F. P., Loh A.-P. Adaptive control of continuous time systems with convex/concave parametrization // Automatica. – 1998. – Vol. 34, No. 1. – P. 33–49.
- Arslan G., Basar T. Disturbance attenuating controller design for strict-feedback systems with structurally unknown dynamics // Automatica. – 2001. – Vol. 37, No. 8. – P. 1175–1188.
- Campion G., Bastin G. Analysis of an adaptive controller for manipulators: Robustness versus flexibility // Systems & Control Letters. – 1989. – Vol. 12, No. 3. – P. 251–258.
- Chopra N., Spong M. W. Output synchronization of nonlinear systems with relative degree one // Recent Advances in Learning and Control. – Springer, London, 2008. – Vol. 371. – P. 51–64.
- Farza M., M’saad M., Maatoug T., Kamoun M. Adaptive observers for nonlinearly parameterized class of nonlinear systems // Automatica. – 2009. – Vol. 45, No. 10. – P. 2292–2299.
- Furtat I. B. Robust synchronization of the structural uncertainty nonlinear network with delay and disturbances // IFAC Proc. Volumes (IFAC-PapersOnline), 11th IFAC Int. Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing, ALCOSP–2013. – 2013. – P. 227–232.
- Furtat I., Gushchin P. Nonlinear feedback control providing plant output in given set // Int. Journal of Control. – 2021. – DOI: https://doi.org/10.1080/00207179.2020.1861336.
- Goodwin G. C., Mayne D. Q. A parameter estimation perspective of continuous time model reference adaptive control // Automatica. – 1987. – Vol. 23, No. 1. – P. 57–70.
- Hashim Z. S., Ibraheem I. K. A relative degree one modified active disturbance rejection control for four-tank level control system // Int. Review of Applied Sciences and Engineering. – 2021. – Vol. 8, No. 2. – P. 157–166.
- Ioannou P. A., Sun J. Robust Adaptive Control. – Courier Corporation, 2012.
- Narendra K. S., Annaswamy A. M. Stable Adaptive Systems. – Courier Corporation, 2012.
- Polycarpou M. M., Ioannou P. A. A robust adaptive nonlinear control design // Automatica. – 1996. – Vol. 32, No. 3. – P. 423–427.
- Rifai K. E., Youcef-Toumi K. Robust adaptive control of switched system. – InTech, Switched Systems, 2009.
- Tao G. Multivariable adaptive control: A survey // Automatica. – 2014. – Vol. 50, No. 11. – P. 2737–2764.
- Zhao G., Chen G., Mi J. Overcoming a fundamental limitation of linear systems with generalized first order reset element // Proc. of the 37th Chinese Control Conference (CCC). – 2018. – doi: 10.23919/ChiCC.2018.8483381.
Дополнительные файлы
