ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 681.5

Техническая механика, 2014, 2, 79 - 92

СИНТЕЗ СУБОПТИМАЛЬНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ ВОЗМУЩЕНИЙ В ФОРМЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ РАСШИРЕННОГО ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ

Хорошилов С.В.

      Целью статьи является синтез компенсаторов возмущений в форме наблюдателя расширенного вектора состояния с учетом выбранного критерия оптимальности и ограничений, обеспечивающих заданные показатели качества переходных процессов. Предложены новые процедуры синтеза компенсаторов возмущений, субоптимальных по критериям минимума нормы H2 или H? , с учетом ограничений на расположение полюсов передаточной функции замкнутой системы, определяющих требуемые показатели качества переходных процессов в наблюдателе. Такой подход позволяет обеспечить необходимую точность оценивания возмущений при наличии помех измерителей. Решение задачи нахождения субоптимального наблюдателя выполнено с использованием методологии оптимизации H2 и H? , а также аппарата линейных матричных неравенств. Проведены исследования синтезированных компенсаторов во временной и частотной областях, иллюстрирующие особенности использования и эффективность разработанных процедур. Результаты статьи могут быть применены на практике для решения задач управления в условиях неопределенности при наличии существенных помех измерителей с использованием двухконтурной схемы, когда внешний контур (регулятор) реализует критерий стабилизации, а внутренний (компенсатор) – критерий компенсации или уменьшен ия влияния возмущений.

Компенсатор возмущений, расширенный вектора состояния, наблюдатель, норма передаточной функции, помеха, линейные матричные неравенства, ограничения на расположение полюсов, сингулярные числа.

1. Кортунов В. И. Управление динамическими объектами с компенсаторами возмущений на основе итерационно-инверсных моделей / В. И. Кортунов // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2003. – Вип. 23/2.– С. 98 – 104.

2. Потапенко Е. М. Синтез и анализ робастной системы управления маневрирующего космического аппарата / Е. М. Потапенко, В. Г. Бичай // Космические исследования. – 1998. – Т. 36, №. 4.– С. 399 – 406.

3. Chen Z. Active disturbance rejection control of chemical processes / Z. Chen, Q. Zheng, Z. Cao // 16th IEEE International conference on control application. – 2007. – P. 855 – 861.

4. Schrijver E. Disturbance observers for rigid mechanical systems: equivalence, stability, and design / E. Schrijver, J. Dijk // ASME Journal of dynamics systems, measurement, and control. – 2000. – Vol. 124.– P. 3 – 11.

5. White M. T. Improved track following in magnetic disc drives using a disturbance observer / M. T. White, M. Tomizuka, C. Smith // IEEE/ASME Trans. On Mechatronics. – 2002. – Vol. 5, No.1. – P. 539 – 548.

6. Yang X. Capabilities of extended state observer for estimating uncertainties / X. Yang, Y. Huang // Proceeding of the American Control Conference. – 2009. – P. 3700 – 3705.

7. Gao Z. Active disturbance rejection control: a paradigm shift in feedback control system design / Z. Gao // Proceeding of the American Control Conference. – 2006. – P. 2399 – 2405.

8. Alexander B. X. S. A novel application of extended state observer for high performance control of NASA’s HSS flywheel and fault detection / B. X. S. Alexander, R. Rarick, L. Dong // Proceeding of the American Control Conference. – 2008. – P. 5216 – 5221.

9. Zhou K. Robust and optimal Control / K. Zhou, J. C. Doyle, K. Glover. – NJ : Prentice-Hall, 1996. – 596 p.

10. Chilali M. Robust pole placement in LMI regions / M. Chilali, P. Gahinet, P. Apkarian // IEEE Trans. on automatic control. – 1999. – Vol. 44. – P. 2257 – 2270.

11. Chilali M. H? design with pole placement constraints: An LMI approach / M. Chilali, P. Gahinet // IEEE Trans. on automatic control. – 1996. – Vol. 41. – P. 358 – 367.

12. Nesterov Y. The Projective method for solving linear matrix inequalities / Y. Nesterov, A. Nemirovskii // Math. Programming Series B. – 1997. – Vol. 77. – P. 163 – 190.

Copyright (©) 2014 Хорошилов С.В.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика