Инвариантность в системах с неидеальными релейными элементами

Автор(ы): Кочетков С. А., Уткин В. А.

Выпуск: 27

Рубрика: Анализ и синтез систем управления

Год: 2009

Библиография: Кочетков С. А., Уткин В. А. Инвариантность в системах с неидеальными релейными элементами / Управление большими системами. Выпуск 27. М.: ИПУ РАН, 2009. С.117-168.

Гос. регистрационный номер: 04200900023/0064

Дата опубликования: 31.12.2009

Ключевые слова: релейные системы, задача инвариантности, глубокие обратные связи, реальные скользящие режимы, вибролинеаризация

Аннотация: Рассматривается проблема обеспечения инвариантности для линейной стационарной системы с релейными управлениями. В случае идеальных реле подавления внешних возмущений широкого класса теоретически решается с использованием теории скользящих режимов. При наличии неидеальностей в релейных элементах идеальный скользящий режим нереализуем и движение замкнутой системы происходит в некоторой ненулевой окрестности заданного многообразия, что вызывает возникновение нежелательных колебаний в установившемся режиме («чаттеринг») и, как следствие, не обеспечивается инвариантность к внешним и параметрическим возмущениям. В данной работе решается задача обеспечения инвариантности при неидеальных релейных элементах на основе использования двух подходов. Первый позволяет за счет увеличения коэффициента усиления на входе реле приблизить их характеристику к идеальному реле и, как следствие, решает проблему чаттеринга. Второй подход, основанный на принципе высокочастотной модуляции, осуществляет регуляризацию переключений реле и за счет эффекта линеаризации релейной характеристики позволяет решить задачу обеспечения инвариантности.

Author(s): Kochetkov S. A., Utkin V. A.

Article title: Invariance in systems with non-ideal relay control

Issue: 27

Year: 2009

Keywords: relay systems, invariance problem, real sliding modes, deep feedback control, linearization by high frequency signal

Abstract: The invariance problem is considered for linear stationary systems with relay control inputs. The classical way of solving this problem consists in using sliding mode control algorithms. When actuators have imperfections (unmodeled dynamics, nonlinearities and so on), the chattering problem arises. In this article the invariance problem is considered for the system with non-ideal relay actuators. There are two approaches to solve the above problem. First method is based on parameterization of nonlinearities of relay by feedback gain coefficients. It is shown that chattering is suppressed completely when feedback coefficients tend to infinity. Another approach consists in using high frequency modulation signal to linearize switching characteristics of relays. Then dynamic compensator approach is utilized for linearized system. The simulation results show the efficiency of the proposed algorithms.