Найти

Результаты поиска

• НЕЙРОСЕТЕВАЯ АППРОКСИМАЦИЯ МОДЕЛЬНО-ПРОГНОЗИРУЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

  Б.А. Комаров , С. В. Леонов , Т.Е. Мамонова

  276-287

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Актуальность.  При решении задач стабилизации динамических объектов достаточно широко применяется классическое модельно-прогнозирующее управление. Оно обеспечивает высокое качество управления за счёт решения задачи оптимизации на каждом шаге, однако обладает значительными вычислительными затратами, что ограничивает его применение в системах реального времени с высокими требованиями к частоте обновления. Поэтому вопрос исследования применимости нейросетевого регулятора, обученного на модельно-прогнозирующем регуляторе (MPC) при решении задачи стабилизации положения динамического объекта при ограниченном вычислительном и временном ресурсе является актуальной. Цель. Целью представленной работы было разработать и исследовать нейросетевой регулятор, обученный на основе MPC-регулятора, для стабилизации положения динамического объекта на подвижной платформе. Методы. При выполнении работы использовались методы системного анализа, имитационного моделирования, а также экспериментальные испытания на стенде. Результаты и выводы.  В рамках исследования разработан и обучен нейросетевой регулятор, аппроксимирующий поведение MPC на основе данных, полученных при управлении реальной балансировочной платформой. Обучение проводилось по входным и выходным данным MPC без использования внутренней модели системы, что позволило воспроизвести динамику регулятора при существенно меньших вычислительных затратах. Экспериментальные результаты показали, что нейросетевая модель обеспечивает качество стабилизации, сопоставимое с оригинальным MPC, при этом время вычислений сократилось с 47 мс до 1.6 мс, что составило значение ускорения в 29 раз. Предложенный подход демонстрирует потенциал нейросетевых методов управления в задачах замещения сложных оптимизационных регуляторов для систем с ограниченными вычислительными ресурсами.

• СТАБИЛИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ КВАДРОКОПТЕРА ВДОЛЬ ЗАДАННОЙ ТРАЕКТОРИИ С ПОМОЩЬЮ СУБОПТИМАЛЬНОГО ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ С H2/H -КРИТЕРИЕМ

  И. С. Тренёв

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Целью данной работы является построение субоптимального регулятора с -
  критерием, стабилизирующего отклонение динамической системы от заданной программной
  траектории. Предполагается, что на один вход системы будет подаваться импульсное возму-
  щение, а на второй – -возмущение. Рассматриваемая -норма равняется максимально-
  му значению -нормы выхода по всем -возмущениям и векторам импульсного возмущения,
  для которых сумма квадратичной формы вектора импульсного возмущения с заданной весовой
  матрицей и квадрата -нормы второго возмущения не превосходит единицу. В работе реали-
  зуется процесс вычисления -нормы в терминах линейных матричных неравенств для
  динамической системы. Важную роль в процессе сочетания -нормы и -нормы в -
  норме выполняет весовая матрица, входящая в определение данной нормы. Стоит отметить,
  что в отличии от -нормы, -норма достигается в смысле наихудшего - и импульсного возмущений, при которых достигается максимальное значение -нормы выхода. Необходи-
  мо получить и линеаризовать математическую модель квадрокоптера, построить программ-
  ную траекторию движения и стабилизировать отклонения с помощью субоптимального зако-
  на управления с -критерием при наличии шумов в системе. В качестве инструмента
  поиска субоптимального управления используется аппарат линейных матричных неравенств.
  Объектом исследования в данной работе является квадрокоптер, который представляет со-
  бой беспилотный летательный аппарат, имеющий четыре двигателя с воздушными винтами
  (пропеллерами), создающими тягу. Оси винтов и углы лопастей зафиксированы и регулируются
  лишь скорости вращения, что существенно упрощает конструкцию. C помощью уравнения
  Ньютона-Эйлера, получена нелинейная математическая модель квадрокоптера, а также про-
  изведена линеаризация данной модели в окрестности заданной программной траектории.
  В среде MATLAB производится численное моделирование и построение траекторий движения
  квадрокоптера, с помощью прикладного пакета для оптимизации YALMIP, Sedumi toolbox, про-
  изводится решение линейных матричных неравенств. В среде Simulink, производится построе-
  ние блока управления, стабилизирующего движение квадрокоптера вдоль заданной траектории
  при наличии - и импульсного возмущений в системе. Производится демонстрация процесса
  виртуальной визуализации полета.