 |
Д.В. Краснов, А.В. Уткин "Синтез наблюдателей смешанных переменных в следящей системе однозвенного манипулятора" |
 |
|
Аннотация.
Для однозвенного манипулятора с бездатчиковым приводом рассматривается синтез следящей системы при параметрических и внешних несогласованных возмущениях. В предположении о гладкости внешних возмущений математическая модель объекта приведена к канонической форме «вход – выход» относительно смешанных переменных, которые являются функциями от переменных состояния, внешних воздействий и их производных. Для синтеза следящей системы применен метод линеаризации обратной связью по выходу. В контур обратной связи введен редуцированный наблюдатель для оценивания смешанных переменных и обобщенных возмущений, включающих управляющий сигнал с неопределенным множителем. Основной результат состоит в разработанном упрощенном методе настройки наблюдателя с кусочно-линейными корректирующими воздействиями с насыщением на основе эталонного полинома, от запаса устойчивости которого зависит ошибка оценивания. Приведены результаты численного моделирования, демонстрирующие преимущества разработанного наблюдателя по сравнению с типовым наблюдателем с линейной коррекцией без насыщения.
Ключевые слова:
однозвенный манипулятор, слежение, неопределенные параметры, внешние несогласованные возмущения, наблюдатель состояния и возмущения, вложенные сатураторы.
DOI: 10.14357/20790279260209
EDN: XMBXVQ
Стр. 93-103.
Литература
1. Khalil H.K. Nonlinear systems. 3rd ed. N.J.: Prentice Hall, 2002. 776 p. 2. Furtat I., Gushchin P. Output feedback control with disturbance compensation in nonlinear MIMO systems under measurement noises // Journal of Control and Decision. 2022. Vol. 9. No. 1. P. 35–44. 3. Карабутов Н.Н., Феклин В.Г. Адаптивная идентификация систем с распределенным лагом // Современная математика и ее приложения. 2015. № 95. С. 48–64. 4. Бусурин В.И., Чже Лю, Кудрявцев П.С. Управление бесконтактным профилометром при сканировании поверхностей сложного профиля // Мехатроника, автоматизация, управление. 2022. Т. 23, №10. С. 529–535. 5. Пыркин А.А., Бобцов А.А., Нгуен Х. Т. Алгоритм адаптивного оценивания параметров для класса нелинейных нестационарных систем // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 4. С. 266–275. 6. Козачёк О.А., Бобцов А.А., Николаев Н.А. Адаптивный наблюдатель переменных состояния нелинейной нестационарной системы с неизвестными постоянными параметрами // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 8. С. 627–636. 7. Никифоров В.О., Герасимов Д.Н., Н. А. Дударенко Н.А. Адаптивная компенсация внешних возмущений в многоканальных системах при управлении по выходу // Автоматика и телемеханика. 2025. № 4. С. 3–21. 8. Глущенко А.И., Ласточкин К.А. Обзор методов построения наблюдателей состояний для систем с неизвестными параметрами // Автоматика и телемеханика. 2026. № 2. С. 3–60. 9. Краснов Д.В., Уткин А.В. Синтез многофункциональной системы слежения в условиях неопределенности // Управление большими системами. 2017. Вып. 69. С. 29–49. 10. Краснова С.А., Уткин В.А., Уткин А.В. Блочный подход к анализу и синтезу инвариантных систем слежения // Автоматика и телемеханика. 2017. № 12. С. 26–53. 11. Spong M. Modeling and control of elastic joint robots // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. 1987. Vol. 109. P. 310–319. 12. Краснов Д.В., Антипов А.С. Синтез двухконтурного наблюдателя в задаче управления однозвенным манипулятором в условиях неопределенности // Проблемы управления. 2021. №4. С. 27–39. 13. Khalil H.K., Praly L. High-gain observers in nonlinear feedback control // International Journal of Robust and Nonlinear Control. 2014. Vol. 24. No. 6. P. 993–1015. 14. Wang H., Zhang Z., Tang X., Zhao Z., Yan Y. Continuous output feedback sliding mode control for underactuated flexible-joint robot // Journal of the Franklin Institute. 2022. Vol. 359. P. 7847–7865. 15. Краснова С.А. Оценивание производных внешних возмущений на основе виртуальных динамических моделей // Управление большими системами: сборник трудов. 2018. Вып. 76. С. 6–25. 16. Коровин С.К., Фомичев В.В. Наблюдатели состояния для линейных систем с неопределенностью. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 224 с.
|
