Введение к работе
Актуальность работы. Одно из центральных мест в современней теории управления'занимает проблема стабилизации неопреде-[внных объектов, т.е. объектов, математическая модель которых [эвестна с точностью до класса. В частности, к этому типу отно-іится задача стабилизации в случае, когда параметры объекта меняйся произвольным образом в заданных диапазонах. При этом состоя-ие объекта, как правило, недоступно измерению, а известна лишь «формация о выходном сигнале. Дня решения таких задач примвняют-я различные методы. При использовании ляпуновского подхода удает-я добиться, вообще говоря, диссипагивности, замкнутой системы, [втоды' /у - оптимизации обычно прішвняются при линейных стационарных неопределенных возмущениях и обеспечивают диссипатив-:ость либо асимптотическую устойчивость замкнутой системы в том яучае, если действующие на объект возмущения удовлетворяют усло-иям малости специальной информативной нормы. Применение методов еории адаптации связано с предположением о квазистационарности :арамегров объекта; кроме того, в некоторых случаях качество пере-:одных процессов не удовлетворяет заданным требованиям. Глубокая <5ратная связь решает задачу стабилизации по выходу с использова-ием больших коэффициентов усиления, что не всегда допустимо при алнчии ограничений на величину сигнала управления; использована таких алгоритмов подчеркивает неадекватность модели объекту правления. Методы теории систем переменной структуры (СПС), афективно применяющиеся при решеаии задачи стабилизации'неопреде-0HEHX систем по йостоянию, не получили широкого систематическо-о использования для стабилизации по выходу.
Существуют условия разрешимости задачи стабилизации неопре-
деленных систем по выходу, которые упоминаются практически во
всех имеющихся работах. Это - устойчивость кулевой динамики объекта, а также условие согласования возмущений,
В настоящее время актуальна задача построения алгоритмов управления, обладающих следующими свойствами:
а) асимптотической устойчивостью либо.диссипативностьга в
шаре сколь угодно малого радиуса, замкнутой системы управления,
в том числе при наличии нэисчезающих, зависящих только от време
ни неопределенных возмущений;
б) ограниченностью стабилизирующего управления.
Цель работы состоит в разработке методов синтеза в классе СПС управления, стабилизирущего неопределенные системы по выходу, в создании процедур и методик, а также синтезе конкретных алгоритмов стабилизации.
Методы исследования. В качестве основных инструментов иссле дования использовались методы и формальный аппарат теорий систем переменной структуры, обыкновенных дифференциальных уравнений, устойчивости движения, автоматического управления.
Научная новизна. Теоретическая ценность. Описан метод синтеза СПС-ного управления, решающего задачу стабилизации по выходу широкого класса объектов, в обобщенной постановке. Предлагаемы алгоритмы обеспечивают асимптотическую устойчивость либо диссипа-тивность замкнутой системы с помощью ограниченного разрывного управления, в том числе и при наличии неисчезающих, зависящих только от времени возі^тдений..
Решена задача стабилизации по выходу динамических систем с выделенной линейной частью и липшицевой нелинейностью.
Решена задача стабилизации по выходу динамических систем с выделенной линейной частью и неопределенностью линейного роста.
Решена задача стабилизации по выходу для одного класса не-1нейных неопределенных систем. При этом обеспечивается экспо-энциальная устойчивость замкнутой системи с любым наперед задан-ам показателем.
Практическая ценность работн. Разработанные в диссертации лгоритш применимы при решешіи тех научно-технических задач, где ребуется обеспечить заданный ражим функционирования объекта, араштры которого шшготся произвольным обраэом в сколь угодно ольших диапазонах с известным границами. Полученные в диссер-ации результаты носят конструктивный характер, а приведенные работе соотношения и расчетные формулы позволяют осуществить роцедуру,параметрического синтеза закона управления.
Реализация полученных результатов. Разработана система удавления однозвешшм роботом-манипулятором с гибким упругим сое-инепием, поведение которого описывается обыкновенным дифферен-иальпым уравнением 4-го порядка с неопределенными параметрами. казенная модель адекватно описывает работу элементарного звена, вляющегося составной частью робототизированных комплексов. Син-ез управления осуществляется согласно разработанной в диссер-ации методике и с использованием приведенных алгоритмов, а так-:э с учетом имеющихся ограничений на переменные состояния, ввли-ину управляющего сигнала и время переходного процесса. Указанная истома управления вошла в состав внедренной в НИАТ САПР систем івтоматичосяого управления специальными технологическими обьек-ами. Получен экономический эффект.
Апробация работн. Основные положения диссертации докладыва-ись и обсуждались на научных семинарах Всесоюзного НИИ системах исследований АН СССР, Московского Института Огали и Сплавов,
- 4 - на Всесоюзной научно-технической конференции "Контроль и управление в современном производстве" (г. Ереван, 1988 г.), на 1-ой Международной школе по СПС (Сараево, 1990 г.).
Публикации. По материалам проведенных исследований опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы из ЮІ наименования. Основная часть работы содержит 173 страницы машинописного текста.
