Адаптивное управление многосвязными объектами в робототехническом технологическом комплексе на основе самонастраивающейся системы с моделью
З. М. Хасанов, Н. В. Хасанова, О. З. Хасанов, Н. В. Карелина
Изменена: 2018-06-20
Аннотация
Как объекты управления сложные многосвязные электромеханические системы технологического плазменного оборудования плазменного нанесения покрытий представляют собой сложные нелинейные динамические голономные системы высокого порядка, описываемые системой дифференциальных уравнений Лагранжа II рода. Объектами такого рода являются все многосвязные электромеханические системы технологического оборудования и привода робота манипулятора. Выбор типа электроприводов определяется, прежде всего, неопределенностью и изменчивостью внешней среды и стабильностью требуемых маршрутов движения. При синтезе законов адаптивного управления такими объектами обычно строится линейная модель для опорного движения, на которой достигается цель адаптивного управления, стабилизирующее управление находится из анализа линейной модели. На этом пути возникают проблемы настройки взаимосвязанных коэффициентов, учета влияния нелинейностей и т. д. В настоящей работе задача стабилизации заданных (в соответствии с целью управления) положений электромеханических систем рассматривается в исходной нелинейной постановке без перехода к линейным моделям. В связи с этим основным исследовательским аппаратом является метод функций Ляпунова, причем в качестве функции Ляпунова рассматривается полная энергия адаптивной системы автоматического управления (САУ). Такой подход позволил установить асимптотическую устойчивость в целом заданных положений многосвязных систем при использовании ограниченных управлений, построенных на основе ПИД-регуляторов. С использованием указанного подхода оказалось возможным установить реализуемость предложенных новых алгоритмов адаптивного управления для заданных инерционных исполнительных устройств, в силовых цепях которых допустимы большое форсирование и динамичные скользящие режимы работы. Такие адаптивные САУ позволяют обеспечить очень высокие динамические показатели вентильных электродвигателей точно на заданном уровне и расширить диапазон управления скорости до 1:10000.
Ключевые слова
системы на основе модели; управление объектами; управление роботами; управление многосвязными объектами
Литература
1. Хасанов З. М. Автоматизированное технологическое оборудование для электродугового плазменного напыления // Сварочное производство. 2006. № 5. С.44 – 50.
2. Хасанов З. М. Автоматизированная система управления технологическими процессами газотермического нанесения покрытий на основе алгоритмов адаптации и координации: дис. докт. техн. наук. Уфа, 2009.
3. Хасанов З. М., Хасанов О. З., Гузаиров Р. М. Математическая модель движения многосвязных систем электроприводов для технологических процессов электродугового плазменного напыления // Мехатроника, автоматизация, управление. №2, Том. 16 , 2015. С. 116 –122.
4. Хасанов З.М., Хасанов О.З. К синтезу адаптивных САУ многосвязными электроприводами с моделью эталоном и с беспоисковым алгоритмом идентификации. // Вестник УГАТУ, Том 21, №. 4, 2017. С. 163 – 172.
5. Хасанов З. М., Хасанов О. З., Хасанова Н. В., Ахметзянова И.Р. Влияние нечеткого регулятора на повышение точности позиционирования и быстродействия систем адаптивного управления многосвязными приводами. // Proc. of the 5th All-Russian Conference «Information Technologies for Intelligent Decision Making Support», ITIDS'2017. Ufa, vol.1, 2017, Р. 64–66.
6. Хасанов З.М., Хасанов О.З., Хасанова Н.В. К синтезу системы адаптивного управления скоростью и положением многосвязных приводов с моделью эталоном на основе теории устойчивости. // Proc. of the 5th All-Russian Conference «Information Technologies for Intelligent Decision Making Support», ITIDS'2017. Ufa, vol.2, 2017, Р. 175–180.
7. Хасанов З. М., Якимович Б. А., Гузаиров Р. М. Позиционно-адаптивное управление многосвязными электроприводами технологического оборудования электродугового плазменного напыления // Вестник Ижевского государственного технического университета, № 4, 2014. С. 41–49.