Автореферат (1149365), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Управляющие сигналы по выходу наблюдателя будемформировать в виде u  Kz  K 0δ , где z – оценка вектора состояния системы, полученная с помощью асимптотического наблюдателя11z  Az  Bδ  G y  Cz  .Теорема 2.1.3. Существует такая матрица K  , что регулятор сматематической модельюu  H 1  p  y d   K  K C z  K 0 δ  K   y  y d ,(15)где z – оценка вектора состояния системы, полученная с помощью асимптотического наблюдателяz  Az  Bδ  G y  Cz (16)для системы с постоянным внешним воздействием d  d 0 1 t x  Ax  Bδ  Dd t ,δ  u, y  Cx(17)обеспечивает астатизм системы и реализацию заданного движенияy d t  , т.е.

выполнение условия y t   y d t  при t   .Теорема 2.1.4. Существует такие матрицы μ и ν , что регулятор сматематической модельюu  H 1  p y d  μz  ν y  y d ,(18)где z – оценка вектора состояния системы, полученная с помощью асимптотического наблюдателя (16) обеспечивает астатизм системы (17) свнешним воздействием d  d 0  1 t  по регулируемым координатам и реализацию заданного движения по заданной траектории y d t  , т.е. выполнение условия y t   y d t  при t   .Во втором параграфе в центре внимания находится задача динамического позиционирования. Ее существо состоит в том, чтобы перевестиобъект (1) из произвольной начальной точки η0 , ν 0 в заданную точкуηd ,0 с помощью нелинейного многоцелевого закона управления, обеспечить асимптотическую устойчивость движения ηd ,0 при отсутствии возмущений и гарантировать свойство астатизма замкнутой системы.Данная задача решается с помощью идеи, предложенной в первом параграфе, состоящей в использовании скоростного управляющего сигнала,обеспечивающего астатизм замкнутой системы по отношению к отклонению положения объекта от заданной желаемой точки ηd .Теорема 2.2.1.

Регулятор с математической модельюMz v   Dz v  τ  R  ηK 1 η  z  ,z   R ηz v  K 2 η  z  ,τ  μ z νz    ρ η  ηd ,12где z   E 3 и z   E 3 – оценки векторов ν и η соответственно, K1 и K 2 –матрицы наблюдателя, а коэффициенты μ и ρ определяются соотношениями   013 K  K d R  η ,  K  R  ηK p ,где K  , K d , K p – матрицы базового управляющего сигнала, переводит систему (1) из произвольной начальной точки η0 , ν 0  в заданную точку ηd ,0и одновременно обеспечивает астатизм замкнутой системы по отношению к отклонению объекта от заданного положения ηd , т.е. выполнениеусловия η  ηd при t   .В третьем параграфе исследуются особенности применения разработанных методов и алгоритмов для синтеза цифровых астатических законовуправления, а также рассматриваются вопросы реализации цифрового траекторного управления с использованием многоцелевой структуры.По аналогии с первым параграфом, в рассмотрение вводятся линейныйстационарный оператор  p : U  Y , y n   p u n , который при заданныхначальных условиях ξ0  ξ 0 ставит каждому управлению u из допустимого множества U в однозначное соответствие выход y из множества Y , атакже линейный стационарный оператор  c : Y  U , un    c y n , который ставит каждому измерению y из множества Y в однозначное соответствие управление u из множества U .

Все используемые обозначения имеют тот же смысл, что и в первом параграфе.Основные результаты третьего параграфа сформулированы в виде следующих утверждений.Теорема 2.3.1. Управление u n  1p y d  n  c  yn   y d  n , где первое слагаемое – задающий командный сигнал, а второе – обратная связьпо ошибке слежения e n  yn  y d n , обеспечивает реализацию заданного движения y d [n] для объектаξ n  1  Aξ n  Bun,yn  Cξ n  Dun,т.е. выполнение условия y n  y d  n при n   .Теорема 2.3.3. Существует такая матрица K  , что регулятор сматематической моделью13u n  H 1  q  y d  n   K  K Cz n  K 0δ n  K   yn  y d  nгде z – оценка вектора состояния системы, полученная с помощью асимптотического наблюдателя z n  1  Az n  Bδ n  G yn  Czn длясистемыx n  1  Ax n  Bδ n  Dd n,δ n  1  u n  δ n,y n  Cx nс постоянным внешним воздействием d  d[n]  d 0  d e [n] обеспечивает астатизм системы по регулируемым координатам и реализацию заданного движения y d n , т.е.

выполнение условия yn  y d  n приn  .В третьей главе приводятся примеры применения принятых в диссертации подходов и разработанных методов и алгоритмов к формированиюмногоцелевых законов управления для конкретных подвижных объектов.Первый параграф посвящен описанию математической модели морского судна снабжения с указанием его динамических переменных и системкоординат для записи уравнений движения.Во втором параграфе для указанного морского судна ставится задачадинамического позиционирования, состоящая в переводе объекта управления из произвольной начальной точки в заданную точку на водной поверхности с помощью нелинейного закона управления.

Его коэффициенты рассчитываются методами, разработанными во второй главе диссертации.Особое внимание уделяется коррекции закона управления, решающего задачу динамического позиционирования c обеспечением астатизма замкнутой системы. Проводится сравнительный анализ динамики объекта управления с различными регуляторами.В третьем параграфе рассматривается задача управления роботомманипулятором при движении по заданной траектории.

Сначала для манипулятора с конкретными параметрами рассчитываются коэффициенты стабилизирующего закона управления, а затем на его основе формируется нелинейный многоцелевой регулятор, обеспечивающий реализацию заданнойтраектории движения. Здесь также решается проблема коррекции скоростного закона управления, обеспечивающего астатизм замкнутой системыпри выходе на заданную траекторию.

Проводится компьютерное моделирование для сравнительного анализа динамики манипулятора при использовании различных законов управления.Полученные в данной главе результаты демонстрируют работоспособность и эффективность методов формирования законов управления, пред14ложенных в диссертации.ЗАКЛЮЧЕНИЕОсновными результатами, которые получены в итоге проведенныхисследований и выносятся на защиту, являются следующие.1. Развита методология динамической коррекции многоцелевых законов управления подвижными объектами, представленными моделями в непрерывном и дискретном времени.2.

Предложены алгоритмы синтеза законов управления движением объектов по заданной траектории с учетом требования астатизма при наличииступенчатых возмущений.3. Разработан метод решения задачи динамического позиционированияс помощью нелинейного закона управления, обеспечивающего асимптотическую устойчивость положения равновесия и астатизм замкнутой системы.4.

Исследованы особенности применения разработанных методов и вычислительных алгоритмов для синтеза многоцелевых законов управленияморским судном и роботом-манипулятором.Список публикаций по теме диссертацииПубликации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ1. Смирнова М.А. Обеспечение астатизма в системах управления движением морских судов // Вестн.

С.-Петерб. ун-та. Сер. 10: Прикладная математика, информатика, процессы управления. 2014. Вып. 2. С. 141–153.2. Смирнова М.А. Синтез астатических законов управления с неполнойобратной связью для морских подвижных объектов // Гироскопия и навигация, 2013. № 2(81). С. 145.3. Smirnova M.A., Smirnov N.V., Smirnova T.E., Smirnov M.N. Multiprogram digital control // Lecture Notes in Engineering and Computer Science. 2014.Vol. 1.

P. 268–271.4. Smirnova M.A., Smirnov M.N., Smirnova T.E. Astaticism in the motioncontrol systems of marine vessels // Lecture Notes in Engineering and ComputerScience. 2014. Vol. 1. P. 258–261.5. Smirnova M.A., Smirnov M.N., Smirnov N.V. The method of accountingof bounded external disturbances for the synthesis of feedbacks with multipurpose structure // Lecture Notes in Engineering and Computer Science.

2014.Vol. 1. P. 301–304.Публикации в других изданиях6. Смирнова М.А. Вопросы информатизации обучения на примере программного комплекса цифрового управления роботом // International journal15of open information technologies. 2014.T.2, №3. С. 29-34.7. Смирнова М.А., Смирнов М.Н. Современные информационные технологии в процессе обучения технических специалистов // Процессыуправления и устойчивость, 2014. T. 1. С. 397-400.8. Smirnova M.A., Smirnov M.N. Dynamical Compensation of Bounded External Impacts for Yaw Stabilisation System // The Proceedings XXIV International Conference on Information, Communication and Automation Technologies.2013.

P. 1-3.9. Smirnova M.A., Smirnov M.N. Synthesis of Astatic Control Laws of Marine Vessel Motion // Proceedings of the 18th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics. 2013. P. 678-681.10. Smirnova M.A., Smirnov M.N. Modal Synthesis of Astatic Controllersfor Yaw Stabilization System // The Proceedings XXIV International Conferenceon Information, Communication and Automation Technologies. 2013. P.

1-5.11. Смирнова М.А. Программный комплекс цифрового управления роботом, имитирующим башню танка // Современные информационные технологии и ИТ-образование. Сборник избранных трудов VIII международной научно-практической конференции. М.: ИНТУИТ.РУ, 2013.

С. 733-737.12. Смирнова М.А. Синтез астатических законов управления с неполной обратной связью для морских подвижных объектов // Материалы XVконференции молодых ученых "Навигация и управление движением". 2013.С. 217-223.13. Смирнова М.А., Смирнов М.Н. Реализация программного комплекса для динамического управления нелинейным объектом // Процессыуправления и устойчивость: Труды 44-й международной научной конференции аспирантов и студентов. СПб, 2013. C.297-301.14. Смирнова М.А.

Многоцелевое управление подвижными объектамив режиме реального времени // Современные информационные технологиии ИТ-образование. Сборник избранных трудов. М.: ИНТУИТ.РУ, 2012. С.1025-1032.15. Федорова М.А. Синтез и компьютерное моделирование астатической системы управления курсом морского судна // Процессы управления иустойчивость: Труды 42-й международной научной конференции аспирантов и студентов. СПб, 2011. С. 368-374.16.

Fedorova M.A. Computer Modeling of the Astatic Stabilization System ofSea-going Ship Course // Proceedings of the 13th International Conference onHumans and Computers. 2010. P. 117-120.17. Федорова М.А., Смирнов М.Н. Компьютерное моделирование системы астатической стабилизации курса морского судна // Процессы управления и устойчивость: Труды 41-й международной научной конференцииаспирантов и студентов.

СПб, 2010. С. 495-500.16.

Характеристики

Список файлов диссертации