Алгоритм компенсации помех измерения и возмущений


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.5.21

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: в теории и практике автоматического управления отдельное внимание уделяется задаче компенсации возмущений и помех измерения. Это связано с тем, что большинство технических и технологических процессов подвержены изменению параметров в течение функционирования; отрицательно сказывается влияние внешних воздействий на сам процесс; сигналы измерения содержат погрешности, значения которых зависят от внешней среды и характеристик измерительного устройства (типа устройства, абсолютной и относительной погрешностей и т. п.). В настоящее время отсутствуют работы, посвященные одновременной компенсации возмущений и помех измерения. Цель исследования: синтез нового алгоритма управления, позволяющего одновременно компенсировать параметрические и внешние возмущения и помехи измерения. Получение условий расчета параметров алгоритма управления. Методы: использованный в исследовании метод основан на принципе компенсации возмущений и поиске закона управления, значение которого противоположно значению возмущений. Такой подход позволяет управлять объектами без значительного увеличения амплитуды управляющего воздействия, что важно при решении прикладных задач. Результаты: синтезирован алгоритм стабилизации линейной системы, когда доступен измерению сигнал, равный сумме вектора состояния объекта и вектора помехи. Параметрические и внешние возмущения могут присутствовать в любом уравнении модели объекта. Получены достаточные условия расчета параметров регулятора для обеспечения устойчивости замкнутой системы. Результаты аналитически доказаны. Эффективность алгоритма продемонстрирована в ходе компьютерного моделирования. Практическая значимость: в отличие от существующих адаптивных и робастных алгоритмов управления, разработанный алгоритм обеспечивает более высокую точность управления техническими системами в условиях возмущений и помех измерения.

Об авторе

Игорь Борисович Фуртат
Институт проблем машиноведения РАН; Университет ИТМО
Россия


Список литературы

1. Guo G., Hill D. J., Wang Y. Nonlinear Output Stabilization Control for Multimachine Power Systems // IEEE Trans. on Circuits and Systems. Part 1. 2000. Vol. 47. N 1. P. 46-53.

2. Chen Y., Liu F., Mei S., Ma J. Toward Adaptive Robust State Estimation Based on MCC by using the Generalized Gaussian Density as Kernel Functions // Electrical Power and Energy Systems. 2015. Vol. 71. P. 297-304.

3. Поляк Б. Т., Топунов М. В. Подавление ограниченных внешних возмущений: управление по выходу // Автоматика и Телемеханика. 2008. № 5. C. 72-90.

4. Никифоров В. O. Нелинейная система управления с компенсацией внешних детерминированных возмущений // Изв. РАН. Теория и системы управления. 1997. № 4. С. 69-73.

5. Fedele G., Ferrise A. Biased Sinusoidal Disturbance Compensation with Unknown Frequency // IEEE Transactions on Automatic Control. 2013. Vol. 58. N 12. P. 3207-3212.

6. Буков В. Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и синтезу матричных систем. - Калуга: Изд-во научной лит-ры Н. Ф. Бочкаревой, 2006. - 720 с.

7. Проскурников А. В., Якубович В. А. Универсальные регуляторы в задачах оптимального управления с эталонной моделью при неизвестных внешних сигналах // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2012. № 2. С. 49.

8. Цыкунов А. М. Робастное управление с компенсацией возмущений. - М.: Физматлит, 2012. - 300 с.

9. Методы робастного, нейронечеткого и адаптивного управления/под ред. Н. Д. Егупова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 744 с.

10. Baillieul J. Feedback Coding for Information-Based Control: Operating Near the Data Rate Limit // Proc. 41st IEEE Conf. Decision Control, Las Vegas, Nevada, USA. 2002. P. 3229-3236.

11. Delchamps D. F. Extracting State Information from a Quantized Output Record // System Control Letters. 1989. Vol. 13. P. 365-372.

12. Furtat I. B., Fradkov A. L., Liberzon D. Compensation of Disturbances for MIMO Systems with Quantized Output // Automatica. 2015. Vol. 60. P. 239-244.

13. Фуртат И. Б. Алгоритм робастного управления линейными объектами с векторными входами-выходами в условии насыщения сигнала управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17. № 9. С. 579-587.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Фуртат И.Б. Алгоритм компенсации помех измерения и возмущений. Информационно-управляющие системы. 2017;90(5):21-29. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.5.21

For citation: Furtat I.B. Algorithm for Compensation of Measurement Noises and Disturbances. Information and Control Systems. 2017;90(5):21-29. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.5.21

Просмотров: 35


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)