Сравнение методов синтеза закона управления движением колесного робота

Аннотация

В современной теории управления одним из наиболее сложных и актуальных вопросов является синтез законов управления для нелинейных систем. Это связано с тем, что в большинстве случаев математическая модель движения объекта управления описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений и нет универсальных подходов к синтезу законов управления для таких систем. Как правило выбор того или иного алгоритма управления зависит от множества факторов, в том числе вида системы. В работе исследуется применение различных методов синтеза закона управления движением колесного робота. Целью управления является движение робота в заданное положение, т.е. решение задачи позиционирования. В качестве алгоритмов управления рассматриваются метод линеаризации обратной связью и метод оптимального демпфирования, который впервые был предложен В.И. Зубовым в начале 1960-х годов. Метод линеаризации обратной связью, после приведения нелинейной системы к линейному виду, позволяет построить оптимальное управления путем решения задачи LQR-оптимизации, тогда как метод оптимального демпфирования позволяет получить лишь приближенное решение поставленной задачи оптимального управления, сводя её к задаче параметрической оптимизации. Однако метод линеаризации обратной связью имеет существенные ограничения в использовании. Применение этого метода в отличие от метода оптимального демпфирования возможно лишь для полноприводных систем. Проводится сравнение выбранных подходов к синтезу закона управления. Показано, что выбранные алгоритмы управления обеспечивают достижение поставленной цели управления и гарантируют глобальную асимптотическую устойчивость положения равновесия замкнутой системы. Приведены примеры имитационного моделирования, демонстрирующие корректное функционирование замкнутой системы управления.

Сведения об авторах

Margarita Victorovna Sotnikova, Санкт-Петербургский государственный университет

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

Anastasiia Sergeevna Tomilova, Санкт-Петербургский государственный университет

аспирант кафедры компьютерных технологий и систем факультета прикладной математики – процессов управления

Опубликована
2023-10-15
Как цитировать
SOTNIKOVA, Margarita Victorovna; TOMILOVA, Anastasiia Sergeevna. Сравнение методов синтеза закона управления движением колесного робота. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 19, n. 3, oct. 2023. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/982>. Дата доступа: 22 apr. 2024
Раздел
Когнитивные информационные технологии в системах управления