Компенсация внешних возмущений по выходу для класса линейных систем с запаздыванием в канале управления
https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-6-1072-1077
Аннотация
Предмет исследования. Рассмотрена задача компенсации внешних неизвестных возмущений по выходу при неизмеримом векторе состояния для класса линейных систем с запаздыванием в канале управления. Предполагается, что возмущение является выходом автономного линейного генератора.
Метод. Для оценки возмущения построен специальный наблюдатель. На основе оценок наблюдателя сформирована система с расширенным вектором состояния, для которой построен регулятор, обеспечивающий компенсацию возмущения.
Основные результаты. Представлен метод компенсации по выходу внешних возмущений для класса линейных систем с входным запаздыванием. Предложенный подход не требует идентификации параметров возмущения. Работоспособность полученного результата подтверждена с использованием компьютерного моделирования в среде MATLAB Simulink.
Практическая значимость. Разработанный алгоритм может быть эффективно применен для класса задач, связанных с компенсацией качки в корабельных системах, в управлении движением робототехнических комплексов различного вида и других.
Ключевые слова
При поддержке: Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, госзадание № 2019-0898.
Об авторах
В. Х. Буй
Университет ИТМО
Россия
Россия
Буй Ван Хуан – аспирант
Санкт-Петербург, 197101
А. А. Маргун
Университет ИТМО; Институт проблем машиностроения РАН
Россия
Россия
Маргун Алексей Анатольевич – кандидат технических наук, доцент; научный сотрудник
Санкт-Петербург, 197101;
Санкт-Петербург, 199178
sc 55521791600
Список литературы
1. Suulker C., Emirler M.T. Comparison of different time delay compensation methods for networked DC motor speed control // Proc. of the 6th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ICEEE). 2019. P. 225–229. https://doi.org/10.1109/ICEEE2019.2019.00050
2. Li K., Cai Z., Zhao J., Lou J., Wang J. Signal compensation control algorithm for quadrotor unmanned aerial vehicles // Proc. of the 36th Chinese Control Conference (CCC). 2017. P. 3266–3271. https://doi.org/10.23919/ChiCC.2017.8027861
3. Zheng W., Chen M. Tracking control of manipulator based on highorder disturbance observer // IEEE Access. 2018. V. 6. P. 26753–26764. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2834978
4. Richard J.P. Time-delay systems: an overview of some recent advances and open problems // Automatica. 2003. V. 39. N 10. P. 1667–1694. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(03)00167-5
5. Пыркин А.А., Бобцов А.А., Никифоров В.О., Колюбин С.А., Ведяков А.А., Борисов О.И., Громов В.С. Компенсация полигармонического возмущения, действующего на состояние и выход линейного объекта с запаздыванием в канале управления // Автоматика и телемеханика. 2015. № 12. С. 43–64.
6. Pyrkin A., Smyshlyaev A., Bekiaris-Liberis N., Krstic M. Rejection of sinusoidal disturbance of unknown frequency for linear system with input delay // Proc. of the 20th American Control Conference (ACC). 2010. P. 5688–5693. https://doi.org/10.1109/ACC.2010.5531131
7. Бобцов А.А., Пыркин А.А. Адаптивное и робастное управление с компенсацией неопределенностей: учебное пособие. СПб.: НИУ ИТМО, 2013. 135 с.
8. Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Nikiforov V., Vedyakov A., Kolyubin S., Borisov O. Output control approach for delayed linear systems with adaptive rejection of multiharmonic disturbance // IFAC Proceedings Volumes. 2014. V. 47. N 3. P. 12110–12115. https://doi.org/10.3182/20140824-6-ZA-1003.01787
9. Narendra K., Annaswamy A. Stable Adaptive Systems. New Jersey: Prentice Hall, 1989. 496 p.
10. Герасимов Д.Н., Парамонов А.В., Никифоров В.О. Алгоритм компенсации мультигармонических возмущений в линейных системах с произвольным запаздыванием: метод внутренней модели // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 6. С. 1023–1030. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2016-16-6-1023-1030
11. Bobtsov A., Kremlev A. Adaptive compensation of biased sinusoidal disturbances with unknown frequency // IFAC Proceedings Volumes. 2005. V. 38. N 1. P. 131–136. https://doi.org/10.3182/20050703-6-CZ-1902.00022
12. Marino R., Tomei P. Output regulation for linear systems via adaptive internal model // IEEE Transactions on Automatic Control. 2003. V. 48. N 12. P. 2199–2202. https://doi.org/10.1109/TAC.2003.820143
13. Парамонов А.В. Адаптивная робастная компенсация возмущений в линейных системах с запаздыванием // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 3. С. 384–391. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2018-18-3-384-391
14. Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. СПб.: Наука, 2003. 282 с.
15. Никифоров В.О. Наблюдатели внешних возмущений. 1. Объекты с известными параметрами // Автоматика и телемеханика. 2004. № 10. С. 13–23.
16. Krstic M., Kanellakopoulos I., Kokotovic P. Nonlinear and Adaptive Control Design. NY: John Wiley and Sons, Inc., 1995. 563 p.
Рецензия
Для цитирования:
Буй В.Х., Маргун А.А. Компенсация внешних возмущений по выходу для класса линейных систем с запаздыванием в канале управления. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022;22(6):1072-1077. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-6-1072-1077
For citation:
Bui V.H., Margun A.A. Compensation of output external disturbances for a class of linear systems with control delay. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2022;22(6):1072-1077. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-6-1072-1077
Просмотров:
7
Послать статью по эл. почте 