Управление нелинейными объектами с гарантией нахождения регулируемой переменной в заданном множестве при возмущениях и помехах в измерениях
https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-5-745-750
Аннотация
Введение. Предложен новый алгоритм управления нелинейными объектами с гарантией нахождения регулируемой переменной в заданном множестве в условиях параметрической неопределенности, внешних возмущений и высокочастотных помех в измерениях.
Метод. Задача решена в два этапа. На первом этапе применен линейный фильтр нижних частот для устранения высокочастотных составляющих в измеряемом сигнале. На втором этапе использовано преобразование координат, чтобы свести исходную задачу с ограничениями к задаче исследования на устойчивость по вход-состоянию новой системы без ограничений.
Основные результаты. Разработан алгоритм обратной связи по выходу для нелинейных систем в условиях параметрической неопределенности, внешних возмущений и высокочастотных помех в измерениях. Выполнено моделирование в MATLAB/Simulink, результаты которого показали эффективность предложенного алгоритма.
Обсуждение. Представленный алгоритм может эффективно решать задачи управления электроэнергетическими сетями и рядом других электромеханических систем при наличии помех в измерениях.
Ключевые слова
нелинейная система,
возмущение,
помеха,
преобразование координат,
устойчивость,
робастное управление
При поддержке: Работа выполнена в Институте проблем машиноведения РАН при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-41-00060.
Об авторах
Вэнь Сюэчэн
Университет ИТМО
Россия
Россия
Вэнь Сюэчэн - аспирант
Санкт-Петербург, 197101
И. Б Фуртат
Институт проблем машиноведения Российской академии наук
Россия
Россия
Фуртат Игорь Борисович - доктор технических наук, профессор, профессор
Санкт-Петербург, 199178
Список литературы
1. Boizot N., Busvelle E., Gauthier J.P. An adaptive high-gain observer for nonlinear systems // Automatica. 2010. V. 46. N 9. P. 1483–1488. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2010.06.004
2. Sanfelice R.G., Praly L. On the performance of high-gain observers with gain adaptation under measurement noise // Automatica. 2011. V. 47. N 10. P. 2165–2176. htt ps://doi.org/10.1016/j.automatica.2011.08.002
3. Prasov A.A., Khalil H.K. A nonlinear high-gain observer for systems with measurement noise in a feedback control framework // IEEE Transactions on Automatic Control. 2013. V. 58. N 3. P. 569–580. htt ps://doi.org/10.1109/TAC.2012.2218063
4. Vasiljevic L.K., Khalil H.K. Error bounds in differentiation of noisy signals by high-gain observers // Systems & Control Letters. 2008. V. 57. N 10. P. 856–862. https://doi.org/10.1016/j.sysconle.2008.03.018
5. Wang L., Astolfi D., Su H., Marconi L., Isidori A. Output stabilization for a class of nonlinear systems via high-gain observer with limited gain power // IFAC-PapersOnLine. 2015. V. 48. N 11. P. 730–735. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.09.276
6. Astolfi D., Marconi L. A high-gain nonlinear observer with limited gain power // IEEE Transactions on Automatic Control. 2015. V. 60. N 11. P. 3059–3064. https://doi.org/10.1109/TAC.2015.2408554
7. Furtat I.B., Nekhoroshikh A.N. Robust stabilization of linear plants under uncertainties and high-frequency measurement noises // Proc. of the 25th Mediterranean Conference on Control and Automation (MED). 2017. P. 1275–1280. https://doi.org/10.1109/MED.2017.7984293
8. Furtat I.B., Gushchin P. Nonlinear feedback control providing plant output in given set // International Journal of Control. 2022. V. 95. N 6. P. 1533–1542. https://doi.org/10.1080/00207179.2020.1861336
9. Furtat I.B., Gushchin P.A., Huy N.B. Nonlinear control providing the plant inputs and outputs in given sets // European Journal of Control. 2024. V. 76. P. 100944. https://doi.org/10.1016/j.ejcon.2023.100944
10. Wen X., Furtat I.B. Nonlinear feedback control based on a coordinate transformation in multi-machine power systems // Cybernetics and Physics. 2023. V. 12. N 2. P. 157–161. https://doi.org/10.35470/2226-4116-2023-12-2-157-161
11. Kundur P. Power System Stability and Control. New York: McGraw-Hill, 1994. P. 17.
12. Wang Y., Guo G., Hill D.J. Robust decentralized nonlinear controller design for multimachine power systems // Automatica. 1997. V. 33. N 9. P. 1725–1733. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(97)00091-5
13. Khalil H.K. Nonlinear Systems. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2002. P. 102.
14. Bauer S.M., Filippov S.B., Smirnov A.L., Tovstik P.E., Vaillancourt R. Asymptotic Methods in Mechanics of Solids. Springer Nature, 2015. P. 89. https://doi.org/10.1007/978-3-319-18311-4
15. Васильева А.Б., Бутузов В.Ф. Асимптотические разложения решений сингулярно возмущенных уравнений. М.: Наука, 1973. C. 27.
Рецензия
Для цитирования:
Сюэчэн В., Фуртат И.Б. Управление нелинейными объектами с гарантией нахождения регулируемой переменной в заданном множестве при возмущениях и помехах в измерениях. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024;24(5):745-750. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-5-745-750
For citation:
Xuecheng W., Furtat I.B. Control of nonlinear plants with a guarantee for the controlled signal to stay within a given set under disturbances and high-frequency measurement noises. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2024;24(5):745-750. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-5-745-750
Просмотров:
11
Послать статью по эл. почте 