Статья

Название статьи РОБАСТНАЯ МОДАЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С ИНТЕРВАЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬЮ ПАРАМЕТРОВ И ЗАПАЗДЫВАНИЕМ В КАНАЛЕ УПРАВЛЕНИЯ
Автор И.А. Рыбин, В.Г. Рубанов
Рубрика РАЗДЕЛ VI. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Месяц, год 01-02, 2017
Индекс УДК 681.5.037.2
DOI
Аннотация Рассмотрена робастная модальность системы автоматического управления мобильного робота с фиксированным устройством управления и интервальной неопределенностью параметров объекта, возникающей вследствие изменения его полной массы, при-водящего к существенному изменению динамики в процессе функционирования. При этом учитывается такая особенность как наличие запаздывания в канале управления, связанно-го с временными затратами на опрос датчиков, вычислительные процедуры по формированию управляющего воздействия контроллером в соответствие с законом управления, задержками в канале связи при дистанционном управлении. На основе проведенного доказательства сформулирован достаточный критерий робастной модальности как обобщенного свойства динамической системы, включающего ее устойчивость и одновременно отражающего качество переходного процесса, задаваемого границей расположения доминирующих корней на комплексной плоскости корней. В основу доказательства положен известный принцип исключения нуля. Наличие запаздывания в системе приводит к затруднениям в определении числа квадрантов годографа Михайлова в силу бесконечного возрастания фазы, вносимого звеном запаздывания. Указанное затруднение преодолено путем использования вспомогательного годографа с определением квадранта его конечного положения при значении частоты, равной бесконечности. Сформулированный достаточный критерий робастной модальности применен для исследования динамики конкретного мобильного робота при управлении его боковым движением. Получены аналитические зависимости для вспомогательного годографа Z(δ,ω) при пропорциональном и ПИД-законах управления, позволившие построить соответствующие годографы и проиллюстрировать характер изменения динамики в зависимости от применяемого закона управления с помощью предложенного достаточного критерия робастной модальности системы.

Скачать в PDF

Ключевые слова Мобильный робот; математическая модель; система управления; робастность; запаздывание; анализ качества управления; критерий модальности; годограф Михайлова.
Библиографический список 1. Schulze L., Behling S., Buhrs S. Automated Guided Vehicle Systems: a Driver for Increased Business Performance // Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists IMECS 2008, 19-21 March, 2008, Hong Kong. – 2008. – Vol. II.
– P. 1275-1280.
2. Shneier M., Bostelman R. Literature Review of Mobile Robots for Manufacturing // National Institute of Standards and Technology (U.S.). Engineering Laboratory. Intelligent Systems Di-vision. – May, 2015. – 21 p.
3. Голован Ю.В., Емельянов В.К., Козырь Т.В. Спасательная техника и базовые машины: учебное пособие. – М.: Изд-во «Проспект», 2015. – 178 с.
4. Gates B. A Robot in Every Home // Scientific American. – January 2007. – P. 58-65.
5. Martynenko Yu.G. Motion control of mobile wheeled robots // Journal of Mathematical Sci-ences. – November 2007. – Vol. 147, Issue 2. – P. 6569-6606.
6. Золотухин Ю.Н., Котов К.Ю., Мальцев А.С., Нестеров А.А., Филиппов М.Н., Ян А.П. Коррекция транспортного запаздывания в системе управления мобильным роботом // Автометрия. – 2011. – Т. 47, № 2. – С. 46-57.
7. Buzurovic I., Debeljkovic D. Lj., Misic V., Simeunovic G. Stability of the Robotic System with Time Delay in Open Kinematic Chain Configuration // Acta Polytechnica Hungarica.
– 2014. – Vol. 11, No. 8. – P. 45-64.
8. Petersen I.R., Tempo R. Robust control of uncertain systems: Classical results and recent de-velopments // Automatica. Elsevier Ltd. – 2014. – Vol. 50, Issue 5. – P. 1315-1335.
9. Джури Е.И. Робастность дискретных систем. Обзор // Автоматика и телемеханика.
– 1990. – № 5. – C. 3-28.
10. Kharitonov V.L. Robust stability analysis of time delay systems: A survey // Annual Reviews in Control. Elsevier Science Ltd. – 1999. – Vol. 23. – P. 185-196.
11. Цыпкин Я.З., Поляк Б.Т. Робастная устойчивость линейных систем // Итоги науки и техники. Техническая кибернетика. – М.: ВИНИТИ, 1991. – Т. 32. – С. 3-13.
12. Харитонов В.Л. Асимптотическая устойчивость семейства систем линейных дифференциальных уравнений // Дифференциальные уравнения. – 1978. – Т. 14, № 11. – С. 2086-2088.
13. Barmish В.R., Shi Z. Robust stability of perturbed systems with time delays // Automatica.
–1989. – Vol. 25, No. 3. – P. 371-381.
14. Поляк Б. Т., Цыпкин Я. 3. Частотные критерии робастной устойчивости и апериодичности линейных систем // Автоматика и телемеханика. – 1990. – № 9. – С. 45-54.
15. Подлесный В.Н., Рубанов В.Г. Простой частотный критерий робастной устойчивости одного класса линейных интервальных динамических систем с запаздыванием // Автоматика и телемеханика. – 1996. – № 9. – C. 131-139.
16. Зотов М.Г. О частотных критериях устойчивости // Автоматизация. Современные технологии. – 2016. – № 2. – С. 25-28.
17. Маматов А.В., Подлесный В.Н., Рубанов В.Г. Обобщенный критерий робастной модальности линейных систем с эллептической неопределенностью параметров // Автоматика и телемеханика. – 1999. – № 2. – C. 83-94.
18. Ullrich G. Automated Guided Vehicle Systems. A Primer with Practical Applications. – Berlin: Springer, 2015. – 227 p.
19. Рубанов В.Г., Кижук А.С. Мобильные микропроцессорные системы автоматизации транспортно-складских операций. Мобильные робототехнические системы: монография. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2011. – 289 с.
20. Грязина Е.М., Поляк Б.Т., Тремба А.А. Синтез регуляторов низкого порядка по критерию H∞: параметрический подход // Автоматика и телемеханика. – 2007. – № 3. – С. 93-105.

Comments are closed.