Интернет конференция по проблемам теории и практики управления

Название: синтез наблюдателей–дифференциаторов смешанных переменныхдля следящих системс линейными локальными связями
Автор: Дмитрий Валентинович Краснов
Аннотация:
Для одного класса нелинейных объектов с одинаковым числом выходов и выходов, функционирующих в условиях внешних неконтролируемых возмущений и неполных измерений, рассматриваются принципы построения следящих систем. Основная идея предлагаемого подхода состоит в переходе к канонической форме вход–выход в координатном базисе смешанных переменных, которая служит единой основой для синтеза комбинированного управления и наблюдателя смешанных переменных и обобщенных возмущений. Смешанные переменные являются функциями от переменных состояния, внешних воздействий и их производных и подлежат комплексному оцениванию. Такой подход упрощает структуру регулятора и снижает динамический порядок замкнутой системы по сравнению с типовыми решениями, где применяются генераторы внешних воздействий и идентификаторы неопределенных параметров. Изложены преимущества блочного синтеза следящей системы по сравнению с классическим подходом к синтезу модального управления в рамках метода линеаризации обратной связью по выходу. Основными результатами работы являются принцип проектирования и метод синтеза наблюдателя–дифференциатора смешанных переменных и обобщенных возмущений, построенного на основе блочной формы вход–выход с линейными локальными связями. Использование кусочно-линейных корректирующих воздействий с насыщением позволяет восстановить обобщенные возмущения без составления их динамической модели. В отличие от аналогичного наблюдателя стандартной структуры, настройка которого требует составления громоздких выражений для оценивания динамики ошибок оценивания, предлагаемый наблюдатель–дифференциатор имеет простую настройку с независим выбором коэффициентов усиления корректирующих воздействий в каждом блоке.
Ключевые слова:
слежение, блочный принцип управления, несогласованные возмущения, наблюдатели состояния и возмущений, динамический дифференциатор, сатуратор

Название: ПОСТРОЕНИЕ РЕДУЦИРОВАННЫХ
НАБЛЮДАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ
С АФФИННЫМИ ВОЗМУЩЕНИЯМИ
Автор: Дмитрий Валентинович Краснов
Аннотация:
Статья для спецвыпуска УБС-22.
Объектом исследования являются линейные одноканальные системы с аффинными параметрическими и внешними возмущениями, представленные в так называемой треугольной форме «вход–выход». Относительный порядок по управлению равен размерности вектора состояния и не меняется при переходе к канонической форме «вход–выход» в предположении о гладкости внешних возмущений. Известно, что для таких систем только по измерениям выходной переменной можно построить наблюдатель смешанных переменных и восстановить линейные комбинации переменных состояния и внешних воздействий с заданной точностью. Полученных оценок достаточно для синтеза динамической обратной связи, обеспечивающей отслеживание выходной переменной заданного сигнала. В работе рассматривается важный практический случай, когда при некотором наборе датчиков выходная (регулируемая) переменная не измеряется. Нужно построить редуцированный наблюдатель состояния для ее оценивания, чтобы перейти к построению наблюдателя смешанных переменных. Вначале рассматриваются мотивирующие примеры систем второго порядка с различными измерениями и различными каналами действия внешних возмущений. Показано, что при измерении обеих переменных состояния с помощью кусочно-линейных корректирующих воздействий наблюдателя состояния можно восстановить внешние возмущения по их влиянию на систему (т.е. без использования динамического генератора возмущений). Формулируются условия, при которых этот принцип можно также использовать в системе с внешними возмущениями и неполными измерениями для восстановления неизмеряемой переменной состояния. Полученные результаты распространяются на конечномерные одноканальные системы произвольного порядка с аффинными возмущениями, в которых выходная переменная не измеряется. Формализованы условия существования и метод синтеза редуцированного наблюдателя с кусочно-линейным корректирующим воздействием, дающим оценку выходной переменной. Разработанный подход не требует идентификации внешних возмущений и решает задачу наблюдения выходной переменной с любой заданной точностью.
Ключевые слова:
линейные системы, возмущения, редуцированный наблюдатель состояния, кусочно-линейная коррекция

Название: СИНТЕЗ НАБЛЮДАТЕЛЯ ПОНИЖЕННОГО
ПОРЯДКА ДЛЯ ПОЛНОПРИВОДНОЙ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Автор: Дмитрий Валентинович Краснов
Аннотация:
Cтатья для Спецвыпуска УБС-2021.
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.
Ключевые слова:
электромеханическая система, робастность, редуцированный наблюдатель состояния, декомпозиция, кусочно-линейная обратная связь.