Учебное пособие для высших учебных заведений – СПб: НИУ
ИТМО, 2013. – 277 c.
ISBN 978-5-7577-0428-9 В данном пособии освещены проблемы обеспечения робастности траекторий движения и показателей качества систем управления с нелинейными объектами в их составе при управлении в условиях неопределенности в классе непрерывных по времени представлений. Материал пособия опирается на методы интервальной линеаризации нелинейных объектов, теории чувствительности, интервальных модельных представлений, обобщенных модального и изодромного с использованием концепции настраиваемой внутренней модели управлений, функций Ляпунова, Харитонова и адаптивного управления. При конструировании законов управления, доставляющих системам робастность в смысле основных показателей качества их функционирования, используются возможности как неадаптивных, так и адаптивных методов ее обеспечения.
Учебное пособие предназначено для использования в магистерском цикле образования по профилям подготовки: 200100 «Приборостроение», 221000.68.02 «Интеллектуальные технологии в робототехнике» направления подготовки 221000 «Мехатроника и робототехника». Оно также полезно аспирантам и специалистам, обучающимся и работающим в области теории и практики робастного и адаптивного управления. Предисловие
Список обозначений и сокращений
Введение в проблематику
Понятие неопределенности объекта управления. Классификация неопределенностей
Способы аналитического представления неопределенного параметра
Проблемы управления в условиях неопределенности
Основные методы управления объектами с неопределенностями
Нелинейные непрерывные объекты, метод их интервальной линеаризации
Анализ робастности систем с параметрическими неопределенностями
Грубость свойств систем управления
Постановка задачи. Понятия грубости и робастности
Грубость свойств устойчивости по отношению к параметрическим неопределенностям
Грубость свойств устойчивости по отношению к структурным неопределенностям
Практические выводы
Методы теории параметрической чувствительности
Аппарат функций траекторной чувствительности
Функции чувствительности алгебраических и геометрических спектров матриц
Оценка чувствительности с помощью чисел обусловленности матриц
Сведение задачи чувствительности к задаче анализа системных свойств – управляемости, наблюдаемости и инвариантности
Системы с интервальными параметрами. Метод В.Л. Харитонова
Обеспечение робастности нелинейных систем методами неадаптивного управления
Основные положения обобщенного модального управления
Модальноробастное управление многомерными объектами
Синтез параметрически инвариантных систем
Алгебраические проблемы параметрической инвариантности: аналитические возможности аппарата траекторной чувствительности
Робастное интервальное управление
Обеспечение робастности нелинейных систем методами адаптивного управления
Пример управления объектом первого порядка
Постановка задачи
Неадаптивное управление
Адаптивное управление
Нелинейное робастное управление
Принципы построения адаптивного управления
Этапы синтеза адаптивных систем
Базовые структуры алгоритмов адаптации
Адаптивное управление многомерным объектом
Постановка задачи
Синтез регулятора
Свойства замкнутой системы
Нелинейное робастное управление многомерным объектом
Постановка задачи
Синтез регулятора
Свойства замкнутой системы
Адаптивная компенсация возмущений
Постановка задачи
Синтез регулятора
Адаптивное и робастное управления с компенсацией конечномерных возмущений: метод внутренней модели
Постановка задачи
Метод внутренней модели: неадаптивная версия
Метод внутренней модели: адаптивная версия
Адаптивное и робастное управление линейными и нелинейными объектами с неопределенностями и компенсацией возмущений
Синтез закона управления
Компенсация неизвестного квазигармонического возмущения действующего на линейный объект управления
Модельные предпосылки
Расчет управления и синтез наблюдателя квазигармонического возмущения
Компенсация неизвестного квазигармонического возмущения, действующего на нелинейный объект управления
Заключение
Литература
Приложение Векторы и матрицы
Приложение Определения устойчивости и метод функций Ляпунова
Приложение Сингулярное разложение матриц
Приложения Доказательства утверждений
Приложения Элементы интервальных вычислений
Приложения Свойство строгой положительной вещественности
Приложения Свойства многомерных адаптивных систем управления
Приложение Варианты расчетного задания
Приложение Полиномиальные модальные модели процессов
Из истории кафедры СУИ 272
ISBN 978-5-7577-0428-9 В данном пособии освещены проблемы обеспечения робастности траекторий движения и показателей качества систем управления с нелинейными объектами в их составе при управлении в условиях неопределенности в классе непрерывных по времени представлений. Материал пособия опирается на методы интервальной линеаризации нелинейных объектов, теории чувствительности, интервальных модельных представлений, обобщенных модального и изодромного с использованием концепции настраиваемой внутренней модели управлений, функций Ляпунова, Харитонова и адаптивного управления. При конструировании законов управления, доставляющих системам робастность в смысле основных показателей качества их функционирования, используются возможности как неадаптивных, так и адаптивных методов ее обеспечения.
Учебное пособие предназначено для использования в магистерском цикле образования по профилям подготовки: 200100 «Приборостроение», 221000.68.02 «Интеллектуальные технологии в робототехнике» направления подготовки 221000 «Мехатроника и робототехника». Оно также полезно аспирантам и специалистам, обучающимся и работающим в области теории и практики робастного и адаптивного управления. Предисловие
Список обозначений и сокращений
Введение в проблематику
Понятие неопределенности объекта управления. Классификация неопределенностей
Способы аналитического представления неопределенного параметра
Проблемы управления в условиях неопределенности
Основные методы управления объектами с неопределенностями
Нелинейные непрерывные объекты, метод их интервальной линеаризации
Анализ робастности систем с параметрическими неопределенностями
Грубость свойств систем управления
Постановка задачи. Понятия грубости и робастности
Грубость свойств устойчивости по отношению к параметрическим неопределенностям
Грубость свойств устойчивости по отношению к структурным неопределенностям
Практические выводы
Методы теории параметрической чувствительности
Аппарат функций траекторной чувствительности
Функции чувствительности алгебраических и геометрических спектров матриц
Оценка чувствительности с помощью чисел обусловленности матриц
Сведение задачи чувствительности к задаче анализа системных свойств – управляемости, наблюдаемости и инвариантности
Системы с интервальными параметрами. Метод В.Л. Харитонова
Обеспечение робастности нелинейных систем методами неадаптивного управления
Основные положения обобщенного модального управления
Модальноробастное управление многомерными объектами
Синтез параметрически инвариантных систем
Алгебраические проблемы параметрической инвариантности: аналитические возможности аппарата траекторной чувствительности
Робастное интервальное управление
Обеспечение робастности нелинейных систем методами адаптивного управления
Пример управления объектом первого порядка
Постановка задачи
Неадаптивное управление
Адаптивное управление
Нелинейное робастное управление
Принципы построения адаптивного управления
Этапы синтеза адаптивных систем
Базовые структуры алгоритмов адаптации
Адаптивное управление многомерным объектом
Постановка задачи
Синтез регулятора
Свойства замкнутой системы
Нелинейное робастное управление многомерным объектом
Постановка задачи
Синтез регулятора
Свойства замкнутой системы
Адаптивная компенсация возмущений
Постановка задачи
Синтез регулятора
Адаптивное и робастное управления с компенсацией конечномерных возмущений: метод внутренней модели
Постановка задачи
Метод внутренней модели: неадаптивная версия
Метод внутренней модели: адаптивная версия
Адаптивное и робастное управление линейными и нелинейными объектами с неопределенностями и компенсацией возмущений
Синтез закона управления
Компенсация неизвестного квазигармонического возмущения действующего на линейный объект управления
Модельные предпосылки
Расчет управления и синтез наблюдателя квазигармонического возмущения
Компенсация неизвестного квазигармонического возмущения, действующего на нелинейный объект управления
Заключение
Литература
Приложение Векторы и матрицы
Приложение Определения устойчивости и метод функций Ляпунова
Приложение Сингулярное разложение матриц
Приложения Доказательства утверждений
Приложения Элементы интервальных вычислений
Приложения Свойство строгой положительной вещественности
Приложения Свойства многомерных адаптивных систем управления
Приложение Варианты расчетного задания
Приложение Полиномиальные модальные модели процессов
Из истории кафедры СУИ 272