Синтез многоцелевого цифрового закона управления маятником Фуруты

  • Nelli Vadimovna Pak Санкт-Петербургский государственный университет
  • Margarita Victorovna Sotnikova Санкт-Петербургский государственный университет http://orcid.org/0000-0003-0726-7448

Аннотация

В работе исследуется задача синтеза цифровой обратной связи, которая должна обеспечивать стабилизирующее управление маятником Фуруты для различных режимов функционирования. Выбор маятника Фуруты определяется тем, что он является нелинейной механической системой, имеющей неустойчивое положение равновесия, и широко используется в научной литературе в качестве тестового объекта для проверки различных алгоритмов управления. В качестве режимов функционирования маятника рассматриваются собственное движение, движение под воздействием ступенчатого возмущения и движение, вызванное возмущением колебательного характера. Для каждого из этих режимов предъявляются определенные требования к качеству функционирования системы управления в замкнутом контуре. Учитывая совокупность этих требований, поставленную задачу синтеза закона управления затруднительно решать в рамках классических методов. В связи с этим в работе предлагается иной подход, основывающийся на применении обратной связи с многоцелевой структурой, включающей базовый закон управления, асимптотический наблюдатель и динамический корректор. При этом в процессе синтеза поиску подлежат отдельные настраиваемые элементы этой структуры. Такой подход позволяет декомпозировать общую задачу синтеза закона управления на последовательность локальных подзадач, каждая из которых относится к одному из режимов функционирования объекта. В то же время на практике современные алгоритмы управления реализуются цифровыми вычислительными средствами, что подразумевает дискретность обрабатываемых потоков информации по времени. Поэтому в работе ставится задача синтеза цифрового регулятора маятником Фуруты.
В результате проведенных исследований формализованы и решены задачи поиска настраиваемых элементов многоцелевой структуры цифрового закона управления, разработаны соответствующие вычислительные алгоритмы. Проведено численное моделирование процессов управления. результаты экспериментов показали работоспособность и эффективность предложенного многоцелевого подхода.

Сведения об авторах

Nelli Vadimovna Pak, Санкт-Петербургский государственный университет

аспирант кафедры компьютерных технологий и систем, факультет прикладной математики – процессов управления

Margarita Victorovna Sotnikova, Санкт-Петербургский государственный университет

заведующий кафедрой компьютерных технологий и систем, факультет прикладной математики – процессов управления, доктор физико-математических наук, профессор

Опубликована
2022-07-20
Как цитировать
PAK, Nelli Vadimovna; SOTNIKOVA, Margarita Victorovna. Синтез многоцелевого цифрового закона управления маятником Фуруты. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 18, n. 2, july 2022. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/862>. Дата доступа: 29 sep. 2022
Раздел
Когнитивные информационные технологии в системах управления