Метод инвариантного погружения в задачах адаптивного робастного управления сложными электромеханическими подвижными объектами с компенсацией неопределенностей, ограничений входных воздействий и неизвестных внешних возмущений
Исследуется проблема адаптивного и робастного управления сложными электромеханическими подвижными объектами (СЭМПО) в условиях параметрической неопределенности, неопределенной матрицы входа, ограничений на управляющие воздействия и неизвестных внешних возмущений. Строится нелинейная математическая модель СЭМПО в форме уравнений Лагранжа–Эйлера, учитывающая внешние возмущения и ограничения на управляющие воздействия. Разработана новая адаптивная робастная система управления СЭМПО, обеспечивающая высокую работоспособность даже при одновременном действии параметрической неопределенности, неопределенной матрицы входа, ограничений на управляющие воздействия и неизвестных внешних возмущений. Синтезируется наблюдатель возмущения, выполненный на основе метода инвариантного погружения, точность оценивания которого определяется выбором параметров и границей второй производной вектора суммарного возмущения. Закон адаптивной робастной настройки с σ-модификацией, разработанный при условии инвариантного погружения, обеспечивает не только гибкое формирование динамики ошибок оценивания в сложных нелинейных системах при параметрических неопределенностях, но и сходимость оценок неизвестных параметров к их истинным значениям. Введена вспомогательная динамическая подсистема, предназначенная исключительно для компенсации эффекта насыщения входного сигнала при сохранении неизменной точности работы системы управления. Анализ устойчивости показывает ограниченность и экспоненциальную сходимость всех сигналов замкнутой системы к наибольшему инвариантному множеству. Результаты имитационных экспериментов подтверждают работоспособность и эффективность предложенного адаптивного робастного алгоритма управления.
Авторы: З. Х. Нгуен, В. В. Путов, В. Н. Шелудько, Н. А. Доброскок
Направление: Электротехника
Ключевые слова: сложные электромеханические подвижные объекты (СЭМПО), адаптивное робастное управление, метод инвариантного погружения (I&I), наблюдатель возмущения, метод аппроксимации функций, метод функций Ляпунова, параметрическая неопределенность, неопределенность матрицы входа, ограничение входных воздействий, неизвестные внешние возмущения
Открыть полный текст статьи