Improvement of the inverse dynamics method for high-precision control of nonlinear objects under conditions of uncertainty

Abstract

Синтез систем автоматичного керування (САК) нелінійними об'єктами представляє собою відому наукову проблему. Метод оберненої динаміки дає змогу синтезувати високоточні САК нелінійними об'єктами. Але в умовах невизначеності якість керування суттєво погіршується і САК не виконує поставлену задачу. В результаті даного дослідження отримав подальший розвиток метод оберненої динаміки для синтезу високоточних САК нелінійними об'єктами в умовах невизначеності. Синтезовано узагальнену структуру інверсного закону керування як основу для керування нелінійними об'єктами в умовах невизначеності. Згідно цієї структури інверсний закон керування формується на основі неточної інверсної моделі об'єкта керування та містить невизначену складову керуючого впливу для компенсації невизначеностей. Синтезовано закон компенсації невизначеностей на основі методу мінімізації локальних функціоналів. Він містить неточну модель об'єкта керування і забезпечує наближення її виходу до керованої величини. Закон компенсації дає змогу САК працювати в умовах невизначеності і при відповідному виборі еталонних моделей забезпечувати високу динамічну точність керування нелінійним об'єктом. Синтезовано САК вертикальним рухом прив'язного телекерованого підводного апарата. Синтез виконувався на основі неточної моделі об'єкта керування. Порядок моделі був на одиницю менший за порядок об'єкта, частину моделі, яка відповідає за формування керуючої сили, було суттєво спрощено, збурюючи впливи кабель-троса не враховувались. Таким чином було забезпечено структурні та параметричні невизначеності. Дослідження динаміки перехідних процесів САК виконано на основі комп'ютерної реалізації моделі одновимірного руху телекерованого підводного апарата як об'єкта третього порядку з урахуванням збурюючого впливу кабель-троса. Результати комп'ютерного експерименту показали високу динамічну точність САК в умовах структурної та параметричної невизначеностей моделі об'єкта керування під впливом невизначених збурень кабель-тросаКлючові слова: система автоматичного керування, метод мінімізації локальних функціоналів, прив'язний підводний апарат UDC 681.5