Аннотация. 

В качестве объекта управления рассматривается двухроторная механическая система, поведение которой во многом аналогично поведению реального технического устройства – вертолета. В условиях параметрической неопределенности модели объекта управления и действия неконтролируемых возмущений ставится задача слежения обобщенных координат (углов рысканья и тангажа) за заданными сигналами. При синтезе закона управления используются принцип декомпозиции и нелинейные S-образные обратные связи в виде сигма-функций. В предположении наличия датчиков только угловых положений для оценивания угловых скоростей строится наблюдатель состояния пониженного порядка с сигмоидальными корректирующими воздействиями. Показано, что использование сигма-функций в обратных связях обеспечивает: близкие к апериодическим переходные процессы регулируемых переменных; отслеживание заданных сигналов ε-инвариантно по отношению к имеющимся неопределенностям без расширения пространства состояний за счет внутренних моделей; возможность учитывать проектные ограничения по скорости и управлению на стадии синтеза. Приведенные результаты компьютерного моделирования подтверждают эффективность разработанных алгоритмов.

Ключевые слова: 

TRMS, система слежения, декомпозиционные методы, параметрическая неопределенность, внешние возмущения, инвариантность, наблюдатель состояния.

Стр. 65-75.

DOI 10.14357/20718632200107

 

 

Литература

1. Chapman J., Ilic M., King C., Eng L., and Kaufman H. Stabilizing a multimachine power system via decentralized feedback linearizing excitation control // IEEE Transactions on Power Systems. 1993. Vol. 8, No. 3. P. 830–839.

2. Spong M., Hutchinson S., Vidyasagar M. Robot Modeling and Control. 2005. Wiley, New York. 496 P.

3. Wang Y., Hill D., Middleton R., and Gao L. Transient stability enhancement and voltage regulation of power systems // IEEE Transactions on Power Systems. 1993. Vol. 8, No. 2. P. 620–627.

4. Margun A., Furtat I., and Kremlev A. Robust control of twin rotor MIMO system with quantized output // IFACPapersOnLine. 2017. Vol. 50, No. 1. P. 4849–4854.

5. Belkheiri M., Rabhi A., and Boudjema F. Model parameter identification and nonlinear control of a twin rotor MIMO system – TRMS // IFAC Proceedings Volumes. 2009. Vol. 42, No. 10. P. 1487–1492.

6. Sodhi P., Kar I. Adaptive backstepping control for a twin rotor MIMO system // IFAC Proceedings Volumes. 2014. Vol. 42, No. 10. P. 1487–1492.

7. Зименко К.А., Кремлев А.С., Поляков А.Е., Ефимов Д.В. Робастная стабилизация двухроторного многоканального объекта // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18, № 3. С. 392–398.

8. Butt S.S., and Aschemann H. Multi-variable integral sliding mode control of a two degrees of freedom helicopter // IFAC-PapersOnLine. 2015. Vol. 48, No. 1. P. 802–807.

9. Nguyen Q.V., and Hyun C.-H. Multiple Sliding Surface Control Approach to Twin Rotor MIMO Systems // Inter-national Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems. 2014. Vol. 14, No. 3. P. 171–180.

10. Дмитриев М.Г., Макаров Д.А. Построение линейного регулятора с помощью разделения движений // Информационные технологии и вычислительные системы. 2012. №4. С. 40-48.

11. Краснова С.А., Уткин В.А., Уткин А.В. Блочный синтез управления механическими системами в условиях неопределенности // Мехатроника, Автоматизация, Управление. 2009. №6. C. 41–54.

12. Kochetkov S.A., Krasnova S.A., and Antipov A.S. Cascade Synthesis of Electromechanical Tracking Systems With Respect to Restrictions on State Variables // IFACPapersOnLine. 2017. Vol. 50, No. 1. P. 1042–1047.

13. Краснова С.А., Уткин А.В. Сигма-функция в задачах синтеза наблюдателей состояний и возмущений // Проблемы управления. 2015. № 5. С. 27–36.

14. Краснова С.А., Антипов А.С. Иерархический синтез сигмоидальных обобщенных моментов манипулятора в условиях неопределенности // Проблемы управления. 2016. №4. С. 10–21.