Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Арановский Станислав Владимирович. Адаптивные идентификаторы квазигармонических возмущающих воздействий : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Арановский Станислав Владимирович; [Место защиты: С.-Петерб. гос. ун-т информац. технологий, механики и оптики].- Санкт-Петербург, 2009.- 142 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2079

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Обзор и анализ методов идентификации параметров
гармонического сигнала 9

  1. Алгоритм Xia 10

  2. Алгоритм Marino и Tomei 18

  3. Алгоритм Нои 25

1.4 Выводы 31

Глава 2. Построение адаптивных идентификаторов измеряемых
квазигармонических сигналов 33

2.1 Робастный алгоритм идентификации частоты синусоидального
сигнала 35

  1. Постановка задачи 35

  2. Предварительные результаты 35

2.1.3 Алгоритм адаптивной идентификации частоты
синусоидального сигнала 40

  1. Моделирование 41

  2. Выводы 51

2.2 Алгоритм идентификации частоты смещенного синусоидального
сигнала 51

  1. Постановка задачи 52

  2. Основной результат 52

  3. Моделирование 57

  4. Выводы 68

2.3 Алгоритм идентификации частот полигармонического сигнала. ..69

  1. Постановка задачи 70

  2. Основной результат 70

  3. Моделирование 73

  4. Выводы 79

2.4 Выводы 80

Глава 3. Синтез адаптивных идентификаторов неизмеряемых
квазигармонических возмущений 82

3.1. Компенсация конечномерного квазигармонического возмущения
для нелинейного объекта 83

  1. Постановка задачи 85

  2. Модельные предпосылки 86

  3. Синтез идентификатора квазигармонического возмущения...88

  4. Синтез закона управления 96

  5. Моделирование 99

2.1.5 Выводы 104

3.2. Идентификация частоты синусоидального возмущения,
действующего на линейный объект 105

  1. Постановка задачи 105

  2. Основной результат 106

  3. Моделирование 107

  4. Выводы 110

3.3. Идентификация частоты синусоидального возмущения,
действующего на выход линейного объекта 111

  1. Постановка задачи 112

  2. Синтез идентификатора возмущения 113

  3. Моделирование 118

  4. Выводы 120

3.4. Выводы 120

Глава 4. Апробация алгоритма идентификации гармонического сигнала
для мехатронного исследовательского комплекса 122

4.1 Описание мехатронного исследовательского комплекса 123

  1. Аппаратная реализация алгоритма идентификации 128

  2. Выводы 134

Заключение 136

Список используемой литературы 138

Введение к работе:

Темой настоящей работы является синтез адаптивных идентификаторов квазигармонических возмущающих воздействий.

Проблема идентификации частоты синусоидального сигнала является важной базовой проблемой, находящей различные применения в теоретических и инженерных дисциплинах (см., например, [24]). В частности, такая проблема возникает в задачах компенсации возмущающих воздействий, имеющих периодическую составляющую. Если частота возмущающего воздействия не известна, то решение задачи его компенсации представляет собой достаточно сложную задачу. Например, данная задача широко распространена для объектов управления, описываемых дифференциальным уравнением вида х = Ax + Bu + Dy

где y(t) = a0+crs'm(o)t + ф) - неизвестное возмущение. Если же частоту

возмущающего воздействия удается идентифицировать, то проблема является тривиальной, и для ее решения можно использовать широко распространенный метод внутренней модели (см., например, [19]). Существуют различные подходы к решению поставленной задачи, среди которых важное место занимают как статистические подходы и подходы, связанные с оценкой спектральных плотностей, так и алгоритмы, работающие в непрерывном времени. В данной работе рассматриваются и предлагаются алгоритмы идентификации квазигармонических сигналов и возмущающих воздействий именно в непрерывном времени.

Также следует отметить, что решение данной проблемы имеет большое значение для практики. Данные задачи встречаются в системах активной виброзащиты [18], в системах самообучения траєкторного движения мобильных роботов [11, 28], близкие задачи возникают при решении проблемы сопровождения ограниченно наблюдаемых летательных объектов,

перемещающихся по квазигармоническим траекториям. Отдельно стоит упомянуть активные исследования в данной области, проводимые в индустрии производства жестких дисков. Так, идентификация параметров колебаний внутри жестких дисков позволяет повысить точность позиционирования считывающей головки и существенно увеличить плотность записи [27].

Кроме указанных выше областей приложения, задача идентификации параметров квазигармонического сигнала связана и с областью идентификации хаотических сигналов [3]. Так, в хаотических системах типа Дуффинга хаотическое поведение демонстрируется только в присутствии соответствующего гармонического возмущения. Подобные системы могут быть использованы при решении задач кодирования и передачи информации, когда передаваемая информация кодируется одним из параметров сигнала на передающей стороне, а на приемной стороне восстанавливается при помощи адаптивных наблюдателей.

В данной работе предлагаются новые алгоритмы адаптивных идентификаторов квазигармонических возмущающих воздействий, причем рассматриваются как задачи идентификации параметров измеряемых сигналов, так и построенные на их основе алгоритмы идентификации действующих на объекты управления неизмеряемых возмущений по измерениям состояний этих объектов. Кроме полученных теоретических результатов приводятся результаты апробации полученных алгоритмов на мехатронном исследовательском комплексе.

Структура диссертации имеет следующий вид:

В главе 1 проводится обзор методов идентификации параметров

гармонического сигнала. Рассматриваются основные публикации, связанные

с исследуемым вопросом, проводится моделирование и анализ

рассматриваемых алгоритмов, графики моделирования иллюстрируют

особенности того или иного алгоритма. Отдельно для каждого алгоритма

обсуждается вопрос робастности и функционирования в условиях

действующих возмущений, проводится моделирование идентификации возмущенных сигналов. По результатам обзора делается вывод, что, хотя проблеме идентификации параметров гармонического сигнала в непрерывном времени посвящено немалое количество публикаций, задача построения адаптивных и робастиых алгоритмов идентификации квазигармонических сигналов и компенсации квазигармонических возмущений остается актуальной задачей современной теории управления.

Во второй главе диссертации рассматривается вопрос построения адаптивных идентификаторов для квазигармонических сигналов. В рамках второй главы предполагается, что сигнал является измеряемым и не рассматривается объект управления, на который данный сигнал воздействует. Рассматривается достаточно широкий спектр различных сигналов: синусоидальный сигнал, смещенный синусоидальный сигнал и мультигармонический сигнал. Для каждого типа сигналов предлагается алгоритм адаптивного идентификатора, позволяющего в реальном времени идентифицировать параметры сигнала. Особое внимание уделяется исследованию вопроса робастности и функционирования в условиях действующего возмущения. Так же для каждого предложенного алгоритма приводятся результаты математического моделирования, иллюстрирующие работоспособность предложенных алгоритмов.

Третья глава диссертации рассматривает задачу компенсации возмущений, представляющих собой квазигармонические сигналы. Следует отметить, что задача компенсации возмущения может быть сведена к задаче идентификации параметров этого возмущения при условии, что сигнал возмущения считается неизмеряемым и измерению доступны только состояния объекта управления. Таким образом, в данном разделе будут рассмотрены как задачи стабилизации возмущенного объекта, так и задачи идентификации неизмеряемого возмущения по состояниям возмущенного объекта. В главе рассматривается широкий спектр объектов управления -

линейные, линейные, но неминимальнофазовые, нелинейные объекты. Так

же рассматривается решение поставленной задачи в том случае, когда измерению доступен только выход объекта, но не его производные. Отдельно рассматривается случай когда возмущение действует на измерения выходной переменной объекта. Так же для каждого предложенного алгоритма приводятся результаты математического моделирования, иллюстрирующие работоспособность предложенных алгоритмов.

Четвертая глава диссертации посвящена вопросу апробации полученных теоретических результатов. Для апробации выбран алгоритм идентификации частоты синусоидального сигнала. Апробация проводится на мехатронном исследовательском комплексе. В главе приводится описание мехатронного комплекса, описываются его возможности и области применения. Для выбранного алгоритма проводится исследование его цифровой реализации, исследуется влияние нелинейностей, присущих мехатронному комплексу. По результатам апробации делается вывод о работоспособности исследуемого алгоритма и его робастности по отношению к внешним возмущениям и искажениям сигнала.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net