Синтез наблюдателя пониженного порядка для полноприводной электромеханической системы

Автор(ы): Краснов Д.В.

Выпуск: 96

Рубрика: Анализ и синтез систем управления

Год: 2022

Библиография: Краснов Д.В. Синтез наблюдателя пониженного порядка для полноприводной электромеханической системы // Управление большими системами. Выпуск 96. М.: ИПУ РАН, 2022. С.31-48. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2022.96.3

Дата опубликования: 31.03.2022

Ключевые слова: электромеханическая система, робастность, редуцированный наблюдатель состояния, декомпозиция, кусочно-линейная обратная связь

Аннотация: В детерминированной постановке рассматривается задача наблюдения неизмеряемых переменных электромеханической системы, функционирующей в условиях параметрической неопределенности. Для случая, когда датчики расположены только на электрических исполнительных устройствах, формализованы условия, при которых задача наблюдения неизмеряемых переменных вектора состояния имеет решение без повышения динамического порядка замкнутой системы за счет регрессоров и идентификаторов неопределенных параметров. В качестве основы для построений принят подход к оцениванию действующих на объект внешних возмущений, который не нуждается в использовании динамических моделей внешних воздействий. В рамках данного подхода для рассматриваемой электромеханической системы обоснована структура редуцированного робастного наблюдателя состояния. В отличие от стандартного редуцированного наблюдателя Луенбергера, в котором не используются дифференциальные уравнения измеряемых переменных, в предлагаемом наблюдателе не используются дифференциальные уравнения, описывающие динамику неизмеряемых переменных состояния, которые при решении задачи наблюдения полагаются внешними ограниченными возмущениями. Разработана декомпозиционная процедура настройки параметров кусочно-линейных обратных связей в наблюдателе, которая обеспечивает стабилизацию с заданной точностью за заданное время ошибок наблюдения и их производных. Показано, что оценочными сигналами неизмеряемых переменных служат соответствующие переменные и управляющие воздействия наблюдателя.

Author(s): Krasnov D.

Article title: Synthesis of a reduced order observer for all-drive electromechanical system

Issue: 96

Year: 2022

Keywords: electromechanical system, robustness, reduced state observer, decomposition, piecewise linear feedback

Abstract: In a deterministic formulation, the problem of observing non-measurable variables of an electromechanical system operating under conditions of parametric uncertainty is considered. For the case when the sensors are located only on electrical actuators, the conditions are formalized under which the problem of observing the entire state vector has a solution without increasing the dynamic order of the closed-loop system due to regressors and identifiers of undefined parameters. As a basis for constructions, an approach to assessing external disturbances acting on an object is adopted, which does not need to use dynamic models of external influences. Within the framework of this approach, for the considered electromechanical system, the structure of a reduced robust state observer is substantiated. Unlike the standard reduced Luenberger observer, which does not use differential equations of measured variables, the proposed observer does not use differential equations describing the dynamics of unmeasured state variables, which are assumed to be external bounded perturbations in solving the observation problem. A decomposition procedure for adjusting the parameters of piecewise linear feedbacks in an observer is developed, which provides stabilization with a given accuracy for a given time of observation errors and their derivatives. It is shown that the estimated signals of unmeasured variables are the corresponding variables and the control actions of the observer.