Статья

Название статьи АНАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Автор А.Р. Гайдук, М.Ю. Медведев, Е.А. Плаксиенко
Рубрика РАЗДЕЛ VI. АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ
Месяц, год 06, 2017
Индекс УДК 519.71
DOI
Аннотация В настоящее время известны различные методы синтеза систем автоматического управления, однако большинство из них являются итерационными. Вследствие этого син-тез систем управления с необходимыми показателями качествами сопровождается зна-чительными затратами времени. Целью доклада является представления метода анали-тического синтеза систем с управлением по выходу и воздействиям, который позволяет преодолеть указанную трудность. Синтезируемая система имеет частично заданную структуру, желаемые показатели качества, пониженную размерность и повышенную ро-бастность. Параметры устройства управления находятся путем решения систем линей-ных алгебраических уравнений. Для обеспечения желаемых показателей качества таких как: порядки астатизма к задающему воздействию и возмущениям; перерегулирование, длительность переходного процесса и малая колебательность используются стандартные передаточные функции. Приводятся условия разрешимости задачи аналитического синте-за систем автоматического управления, с желаемыми передаточными функциями. Эти функции формируются в соответствии с требуемыми показателями качества синтези-руемой системы автоматического управления. Повышение робастности достигается путем включением части полюсов и нулей объекта управления в число корней характери-стического полинома замкнутой системы автоматического управления. Предложенный метод аналитического синтеза может применяться и при создании многомерных систем управления техническими объектами, в том числе и подвижными объектами. Эффективность метода аналитического синтеза систем автоматического управления техническими объектами показана на численных примерах. Предложенный метод может использоваться при создании систем менее сложных, но более робастных для объектов химической, текстильной, пищевой и других отраслей производства, а также при создании систем специального назначения.

Скачать в PDF

Ключевые слова Объект; система управления; синтез; стандартные передаточные функции; технический объект; качество; астатизм; инвариантность; редукция; робастность.
Библиографический список 1. Mochida T., Nonaka N., Tanaka Y.A. A computer-aided system for designing a pump-impeller // Proceedings of ICAIS’2002 Congress on Autonomous Intelligent systems. – 2002. – P. 128-134.
2. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Yu., Gaiduk A.R. Control method for vehicles on base of natural energy recovery // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 670-671. – P. 1330-1336. doi:10.4028/www.scientific.
3. Гайдук А.Р. Абсолютно инвариантное управление энергетической установкой летательного аппарата // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2010. – № 11. – С. 65-68.
4. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Yu. Dynamic control of micro robots with state and parameters estimation // Proc. of the Second International Workshop on Microfactories (IMWF-2000). Fribourg, Switzerland, 2000. – P. 145-149.
5. Gaiduk A.R., Vershinin Yu.A. Computer aided optimal system design // Proc. of IEEE Confer-ence CACSD-2002, Glasgow, UK, 2002. – P. 471-477.
6. Preitl S., Precup R.E. An extension of tuning relations after symmetrical optimum method for PI and PID controllers // Avtomatica. – 1999. – Vol. 35. – P. 1731-1736.
7. Ali M.Y., Mohamed Z., Ghareeb M. Improved power system stabilizer by applying LQG con-troller // WSEAS Trans. on systems and control. – 2014. – Vol. 9, art. No. 41. – P. 398-404.
– ISSN/E-ISSN: 1991-8763/2224-2856.
8. Филимонов Н.Б. Проблема качества процессов управления: смена оптимизационной па-радигмы // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2010. – № 12. – С. 2-10.
9. Тютиков В.В., Тарарыкин С.В. Робастное модальное управление технологическими объектами. – Иваново, 2006. – ISBN 5-89482-390-0.
10. Филимонов А.В., Филимонов Н.Б. Концепция проблемы неробастности спектра в задаче модального управления // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2011. – № 10. – С. 8-13.
11. Гайдук А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управле-ния. – М.: Физматлит, 2012. – 360 c.
12. Гайдук А.Р. Синтез систем автоматического управления по передаточным функциям // Автоматика и телемеханика. – 1980. – Т. 41, № 1. – С. 8-13.
13. Нейдорф Р.А., Сашенко Д.С. Параметрический синтез законов управления на основе обобщенных корневых ограничений // Труды Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-16». – СПб., 2003. – Т. 2.
– С. 67-69.
14. Плаксиенко Е.А., Гайдук А.Р. Синтез динамических систем по требуемым показателям качества // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – № 4. – С. 7-12.
15. Gaiduk A.R. Stojković N.M. Formation of Transfer Function for Control Systems under Im-plementation Conditions // FACTA UNIVERSITATIS, Series: Automatic Control and Robotics. – 2014. – Vol. 13, No. 1. – P. 15-25.
16. Цыпкин Я.З. Теоретические основы автоматических систем. – М.: Наука, 1977. – 560 c.
17. Chen С.T. Linear system theory and design. – Oxford university press, 1999.
18. Бесекерский В.А., Попов В.А. Теория систем автоматического управления. – СПб.: Про-фессия, 2004.
19. Kwakernaak H., Sivan R. Linear optimal control systems. – New York, Wiley Interscience, 1972.
20. Бабак С.Ф., Васильев В.И., Ильясов Б.Г. Основы теории многомерных систем управления летательных аппаратов: учеб. пособие. – М.: Изд-во МАИ, 1995.
21. Тарарыкин С.В., Аполонский В.В. Методы синтеза редуцированных динамических систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2015. – № 16. – С. 75-80.
22. Поляк Б.Т., Щербаков П.С. Робастная устойчивость и управление. – М.: Наука, 2002. – 303 c.
23. Glover K. All optimal Hankel norm approximation of linear multivariable systems and their -error bounds // International Journal Control. – 1984. – Vol. 39, No. 6. – P. 1145-1193.
24. Safonov M.G., Chiang R.Y., Limebeer D.J.N. Optimal Hankel Model Reduction for Nonminimal Systems // IEEE Transaction on Automation Control. – 1990. – Vol. 35, No. 4.
– P. 496-502.
25. Гайдук А.Р., Плаксиенко Е.А. Робастность редуцированных динамических систем авто-матизации // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2016. – Т. 17, № 5. – С. 308-315. DOI: 10.17587/mau/16.308-315.

Comments are closed.