Оценивание производных внешних возмущений на основе виртуальных динамических моделей

Автор(ы): Краснова С.А.

Выпуск: 76

Рубрика: Анализ и синтез систем управления

Год: 2018

Библиография: Краснова С.А. Оценивание производных внешних возмущений на основе виртуальных динамических моделей // Управление большими системами. Выпуск 76. М.: ИПУ РАН, 2018. С.6-25. URL: https://doi.org/10.25728/ubs.2018.76.1

Дата опубликования: 30.11.2018

Ключевые слова: нелинейные системы, внешние возмущения, наблюдатели возмущений, каскадный подход, метод разделения движений

Аннотация: В рамках каскадного подхода к синтезу наблюдателей состояния и возмущений предложен оригинальный метод оценивания производных внешних возмущений на основе виртуальных динамических моделей, составленных путем последовательного дифференцирования части производных переменных состояния объекта управления, на которые действуют внешние возмущения, подлежащие оцениванию. Разработана процедура каскадного синтеза наблюдателей производных возмущений, которые строятся как реплики этих виртуальных моделей, с кусочно-линейными корректирующими воздействиями. В данной процедуре реализуется метод разделения движений в виртуальном пространстве ошибок наблюдения. Не только переменные наблюдателя, но и их корректирующие воздействия служат оценками производных внешних возмущений и могут быть использованы для синтеза комбинированной обратной связи и/или текущей диагностики процесса управления.

Author(s): Krasnova S.

Article title: Estimation of external disturbances derivatives based on virtual dynamic models

Issue: 76

Year: 2018

Keywords: nonlinear systems, external disturbances, disturbances observers, cascade approach, motion separation method

Abstract: The method of synthesis of invariant systems in the presence of a dynamic model, that simulates the effect of external disturbances, and the construction on its basis of a dynamic compensator or disturbances observer, is most developed in the theory of automatic control. An alternative method for estimating external influences that does not require the extension of the state space is to use state observers with discontinuous corrective actions functioning in the sliding mode or their continuous analogues. Within the framework of this approach, the original method for estimating the derivatives of external disturbances based on virtual dynamic models composed by sequential differentiation of a part of the derivative of state variables of the control plant, to which the estimated disturbances acting, is proposed. Virtual models are not introduced into the regulator, only dynamic observers of disturbances derivatives are present in the feedback loop. Observers are built as replicas of virtual models. Procedure for cascade synthesis of observers of disturbances derivatives with piecewise linear correcting actions is developed. In this procedure, the motions separation method in virtual space of observation errors is realized. And observer's variables, and their corrective actions, serve as estimates of the derivatives of external disturbances, and they can be used to synthesize combined feedback and/or current diagnostics of the control process.