Багатокритеріальна параметрична оптимізація робастного керування з двома ступенями свободи дискретно-континуальним об’єктом

Аннотация

Розроблено багатокритеріальну параметричну оптимізацію нелінійного робастного керування з двома ступенями свободи дискретно-континуальним об’єктом для підвищення точності і зниження чутливості до невизначених параметрів об’єкта. Такі об’єкти розміщені на рухомій основі, на якій встановлені датчики кутів, кутових швидкостей і кутових прискорень. Для підвищення точності керування використовуються системи із двома ступенями свободи, які включають керування із зворотним зв’язком і замкнутим контуром і із прямими зв’язками і розімкненими контурами керування по задаючому та збурюючому впливам. Багатокритеріальна оптимізація нелінійного робастного керування з двома ступенями свободи дискретно-континуальним об’єктом зведена до рішення рівнянь Гамільтона-Якобі-Айзекса. Вектор цілі робастного керування обчислюється у вигляді рішення антагоністичної векторної гри з нульовою сумою. Векторні виграші цієї гри – це прямі вимоги, які висуваються до системи в різних режимах її роботи. Розрахунок векторних виграшів цієї гри пов’язаний із моделюванням синтезованої нелінійної системи для різних режимів роботи системи, вхідних сигналів і значень параметрів об’єкта. Рішення цієї векторної гри розраховуються на основі системи Парето-оптимальних рішень з урахуванням бінарних відношень переваг на основі стохастичного метаевристичного алгоритму Архімеда оптимізації кількома роями. Завдяки синтезу нелінійного робастного керування з двома ступенями свободи дискретно-континуальним об’єктом показано, що використання синтезованих регуляторів дозволило підвищити точність керування електромеханічною системою з розподіленими параметрами механічної частини для зменшення часу перехідних процесів в 1,5–2 рази, зменшити дисперсію помилок в 1,3 рази і знизити чутливість системи до зміни параметрів об’єкта в порівнянні з типовими регуляторами, які використовуються в існуючих системах. Подальше підвищення точності керування стримується енергетичними обмеженнями виконавчих механізмів й інформаційними обмеженнями вимірювальних приладів.