Диссертация (1149366), страница 13

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

Текст из файла (страница 13)

Предположим,что гармонический командный сигнал определяется параметрами Ad  30 ,d  0.05 и представлен на рис. 3.3.3. , градd3020100-10-20-30020406080100120t, cРис. 3.3.3. Задающий командный сигнал  d (t ) .Процесс выхода угла  на заданную траекторию  d (t ) изображен нарисунке 3.3.4. На графике сплошной линией изображена заданная траектория  d (t ) , пунктирной – процесс (t ) выхода объекта управления на указанную заданную траекторию.

Как видно из рис. 3.3.4, переходный процессзавершается через 35 секунд после подачи команды, что является хорошимрезультатом. и  , градd3020100-100102030405060t, cРис. 3.3.4. Динамика отработки заданной траектории d .Из рис. 3.3.5 видно, что после выхода на заданную траекторию ро93бот-манипулятор больше не покидает её. и  , градd3020100-10-20-30020406080100120t, cРис. 3.3.5. Динамика отработки заданной траектории d (120 секунд).График, изображенный на рис.

3.3.6, иллюстрирует изменениеуправляющего воздействия  в процессе выхода объекта на заданную траекторию  d (t ) . Очевидно, что крайние допустимые значения управляющего воздействия не достигаются, что хорошо сказывается на длительностипереходного процесса.Пусть теперь на систему (3.3.5) действует некоторое постоянное возмущение d t   d 0 , т.е. она принимает видx  Ax  b  d t  .(3.3.8) , кг0.90.60.30-0.3-0.6-0.9020406080100120t, cРис.

3.3.6. Изменение  при отработке заданной траектории d .94Для проверки качества системы управления при действии постоянного возмущения d 0 проведем моделирование замкнутой системы (3.3.8),(3.3.6), (3.3.7). На рис. 3.3.7 сплошной линией изображена заданная траектория d , а пунктирной – реальная траектория. Мы видим, что при постоянном внешнем воздействии требуемая траектория повторяется неточно,т.е. имеет место ненулевая ошибка регулирования, а, значит, система(3.3.8), (3.3.6), (3.3.7) не обладает свойством астатизма.40 и  , градd3020100-10-20-30020406080100120t, cРис.

3.3.7. Динамика отработки заданной траектории d при постоянномвозмущении.Для решения проблемы ликвидации статической ошибки, необходимо, в соответствии с разделом 3 главы 1, преобразовать базовый стабилизирующий регулятор к скоростной форме (1.3.7)u  ζ  y .Рассчитав значения коэффициентов скоростного регулятора по коэффициентам базового регулятора, получим  (4.83  21.1  2.57  8.75) ,   3.98 .95Тогда закон управления, обеспечивающий следование заданной траектории d , можно сформировать в виде (2.1.52):u  H 1  p y d     y  y d  ,или, с учетом наших обозначенийu  H 1  p  d       d  ,(3.3.9)где  – оценка вектора состояния системы, полученная с помощью асимптотического наблюдателя  A  B  G  y  C  ,(3.3.10)G – матрица наблюдателя, G  130 , 551, 4120, 9.08 ' , H p  – передаточная матрица вспомогательной системыξ  A p ξ  B p v,y  C p ξ,с вектором состояния    x  z ' и матрицамиb AA p   0 k GC b0 0 41 k x  , B p   1  , C p   c 0 .A  GC  0 41 Результаты моделирования замкнутой системы (3.3.6), (3.3.8) –(3.3.10)приотработкезаданнойгармоническойтраекторииd  t   Ad sin d t с параметрами Ad  30 , d  0.05 под воздействием постоянного внешнего возмущения d t   d 0 представлены на рис.

3.3.8 –3.3.11.9640, град3020100-10-20-30020406080100120t, cРис. 3.3.8. Отработка заданной траектории d при d 0  0 (120 cекунд).На рис. 3.3.9 пунктирной линией обозначен реальный переходныйпроцесс, сплошной – заданный командный сигнал. Из графика видно, что,наступает момент, когда реальные значения  полностью совпадают с желаемыми d , т.е. ошибка регулирования отсутствует, что и говорит об астатизме замкнутой системы (3.3.6), (3.3.8) – (3.3.10). и  , градd3020100-10-20-30020406080100120t, cРис. 3.3.9. Отработка заданной траектории d при d 0  0 . Сравнение.Рисунок 3.3.10 показывает, что время переходного процесса составляет 35 секунд, что является хорошим результатом.97 и  , градd3020100-100102030405060t, cРис.

3.3.10. Отработка заданной траектории d при d 0  0 (60 секунд).На рис. 3.3.11 изображен процесс изменения управляющего воздействия  в системе (3.3.6), (3.3.8) – (3.3.10) при ненулевом постоянномвнешнем возмущении. Заметим, что в процессе управления  не достигаетпредельно допустимых значений.0.15 , кг0-0.3-0.6-0.90102030405060t, cРис. 3.3.11. Изменение  при отработке заданной траектории d ( d 0  0 ).98ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертации рассмотрен комплекс вопросов, связанных с анализоми синтезом динамических корректоров в составе обратных связей с многоцелевой структурой для систем управления подвижными объектами.Целью диссертационной работы является проведение исследованийпо развитию методов решения математических задач, которые лежат в основе аналитического проектирования многоцелевых законов управлениядля подвижных объектов.

В диссертации рассматриваются объекты управления и регуляторы с линейными и нелинейными математическими моделями, обеспечивающими устойчивость движений и астатизм по регулируемым координатам при воздействии постоянных внешних возмущений.Основное внимание в работе уделяется следующим направлениямисследований: рассмотрение общих особенностей синтеза многоцелевого управления подвижными объектами; формирование единого подхода к выбору корректирующих элементов для многоцелевых законов управления движением под действием постоянных внешних возмущений; развитие методов астатической коррекции стабилизирующих законов управления; разработка методов синтеза многоцелевых законов управлениядвижением по заданной траектории; решениезадачисинтезанелинейныхастатическихзаконовдинамического позиционирования; исследование вопросов астатической коррекции цифровых законовуправления; решение практических задач управления подвижными объектами99для иллюстрации применимости и эффективности разработанных методов.Основными результатами, которые получены на основе проведенных исследований и выносятся на защиту, являются следующие:1.

Развита методология динамической коррекции многоцелевых законов управления подвижными объектами, представленными моделями внепрерывном и дискретном времени.2. Предложены алгоритмы синтеза законов управления движениемобъектов по заданной траектории с учетом требования астатизма при наличии ступенчатых возмущений.3.

Разработан метод решения задачи динамического позиционирования с помощью нелинейного закона управления, обеспечивающего асимптотическую устойчивость положения равновесия и астатизм замкнутойсистемы.4. Исследованы особенности применения разработанных методов ивычислительных алгоритмов для синтеза многоцелевых законов управления морским судном и роботом-манипулятором.100ЛИТЕРАТУРА1. Барабанов А.Е., Граничин О.

Н. Оптимальный регулятор для линейных объектов с ограниченным шумом // Автоматика и телемеханика.— 1984. — № 5. — С. 39 – 46.2. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматическогорегулирования. М.: Наука, 1975.3. Боднер В.А. О выборе оптимальных параметров регулируемыхсистем. М.: Оборонгиз, 1953.4. Бородай И. К., Нецветаев Ю. А. Качка судов на морском волнении.

Л.: Судостроение, 1969.5. Брайсон А., Хо Ю–Ши. Прикладная теория оптимального управления. – М.: Мир, 1972. 544 с.6. Веремей Е.И. Линейные системы с обратной связью. – СПб.: Изд–во «Лань», 2013. – 448 с.7. Веремей Е. И., Корчанов В. М. Многоцелевая стабилизация динамических систем одного класса // АН СССР. Автоматика и телемеханика.1988. № 9. С.

126–137.8. Веремей Е. И. Численные методы среднеквадратичного синтезапри наличии модальных ограничений // АН УССР. Автоматика. 1990. № 2.С. 22–27.9. Веремей Е.И. Алгоритмы решения одного класса задач H  –оптимизации систем управления // Известия РАН.

Теория и системыуправления. — 2011. — № 3. — С. 52 – 61.10. Веремей Е.И., Еремеев В.В., Корчанов В.М. Синтез алгоритмовробастного управления движением подводных лодок вблизи взволнованной поверхности моря // Гироскопия и навигация. 2000. № 2. С. 34–43.11. Веремей Е. И., Корчанов В. М., Коровкин М.В., Погожев С. В.Компьютерное моделирование систем управления движением морскихподвижных объектов.– СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 2002. 370 с.12. Веремей Е.И., Корчанов В.М.

Принципы адаптивного управлениядвижением ПЛ в условиях развитого морского волнения // Сб. докладов 5йМеждународной конференции по морским интеллектуальным технологиям«МОРИНТЕХ–2003». СПб., 2003. С. 164–174.10113. Веремей Е.И., Сотникова М.В. Применение метода H  – оптимизации для синтеза фильтров морского волнения // Гироскопия и навигация.2009. № 2. С. 24 –36.14.

Веремей Е.И. Синтез законов многоцелевого управления движением морских объектов // Гироскопия и навигация. 2009. № 4. С. 3–14.15. Войткунский Я. И., Бородай И. К., Нецветаев Ю. А. Мореходностьсудов. Л.: Судостроение, 1982. 288 с.16. Воронов А. А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. М.:Наука, 1985.17. Дезоер Ч., Видьясагар М. Системы с обратной связью: Вход–выходные соотношения. М.: Наука, 1972.18.

Джеймс Х., Никольс Н., Филлипс Р. Теория следящих систем. М.:Физматгиз, 1951.19. Дидук Г. А. и др. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ системуправления. М.: Наука, 1984.20. Дмитриев С.П., Пелевин А.Е. Задачи навигации и управления пристабилизации судна на траектории. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2002. 160 с.21. Жабко А. П., Харитонов В. Л. Методы линейной алгебры в задачах управления. СПб.: Изд–во СПбГУ, 1993.

320 с.22. Зубов В. И. Устойчивость движения. М.: Высшая школа, 1973, 272с.23. Зубов В. И. Лекции по теории управления. М.: Наука, 1975.24. Зубов В. И. Математические методы исследования систем автоматического регулирования. Л., Машиностроение, 1974.25. Зубов В.И.

Теория колебаний. М.: Высшая школа. 1979.26. Зубов В. И. Теория оптимального управления судном и другимиподвижными объектами. Л.: Судостроение, 1966, 352 с.27. Калман Р., Бьюси Р. Новые результаты в линейной фильтрации итеории предсказаний // Тр. амер. о–ва инженеров–механиков. Сер.

Характеристики

Список файлов диссертации