Т. 325, № 5 : Информационные технологии

Синхронизация неидентичных динамических систем с помощью робастного эквивалентного управления

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения эффективности подходов к синхронизации неидентичных взаимосвязанных динамических систем в условиях существенной неопределенности. Цель работы: построение следящей робастной системы для ведомых систем, эталонной траекторией (задание) для которых является синхронизирующий выходной сигнал ведущей системы; оценка выполнения заданных динамических и статических показателей, таких как время установления переходной составляющей и допустимая ошибка синхронизации; исследование робастных свойств при отклонении параметров ведомых систем от номинальных на ±50 %. Методы исследования. В работе использован метод функции Ляпунова, теория автоматического управления, элементы теории синхронизации и хаоса; моделирование на Matlab/Simulink. Главной особенностью метода является использование нового типа управления - "робастное эквивалентное управление" - для построения робастных систем управления и развязки взаимосвязанных ведомых систем без использования компенсаторов перекрестных каналов. Робастный регулятор является PDn-1-контроллерем с настраиваемым коэффициентом усиления. Возможность беспредельного увеличения коэффициента усиления без потери устойчивости позволяет подавлять генеральные составляющие неопределенных моделей ведомых систем до сколь угодно малой величины. Этим обеспечивается высокая точность слежения (синхронизации) эталонной траектории для широкого класса неопределенностей. Результаты и выводы. Численное моделирование систем синхронизации с различными вынужденными регулярными и хаотическими осцилляторами показало простоту и высокую эффективность предложенного подхода. В принципе, ошибку синхронизации можно уменьшить до сколь угодно малой величины. Однако это требует использования больших значений коэффициента усиления регулятора. Достигнуты высокие робастные показатели динамического режима. Подтверждением этого является высокая концентрация пучков переходных характеристик ведомых систем в окрестности номинальной траектории. Удалось обойти математические сложности, возникающие при синтезе следящих робастных систем. К недостаткам методики следует отнести усиление высокочастотных помех, имеющих непосредственный доступ в регулятор, а также использование производных выхода для формирования PDn-1-регулятора. Кроме того, не всякий объект допускает реализацию высокого коэффициента усиления.

Ключевые слова:

электронный ресурс, синхронизация, следящие робастные системы, функция Ляпунова, коэффициент усиления, робастное эквивалентное управление, кодирование, хаос Лоренса и Дуффинга,

Авторы:

Скачать PDF