Development of a robust control law for a moving object using an optimization approach

Abstract

В современной теории управления особое внимание вопросам анализа и синтеза робастных законов управления уделяется. Это связано с тем, что исследуемые математические модели описывают лишь приближенную динамику объекта управления. В работе рассматривается математическая модель подвижного объекта и ставится задача синтеза многоцелевого закона управления, обеспечивающего наилучшие робастные свойства системы при заданных ограничениях на качество переходных процессов. Проводится формализованная постановка задачи оптимизации робастных свойств и предлагается метод построения регулятора, обеспечивающего максимальную ширину частотного «коридора» робастной устойчивости, основанный на модальной параметрической оптимизации. Проведение имитационного моделирования в работе выполняется на примере двух объектов управления: в задаче управления системой магнитной левитации и в задаче управления морским судном. Результаты научно-исследовательской работы представлены в среде MATLAB/Simulink.

In modern control theory, special attention is paid to the analysis and synthesis of robust control laws. This is due to the fact that the researched mathematical models describe only the approximate dynamics of the control object. In the research mathematical model of a moving object is considered and the task of a multi-purpose control law design that provides the best robust properties of the system with given restrictions on the quality of the transition processes is set out. A formalized formulation of the problem of optimizing robust properties is carried out, and a method is proposed for constructing a regulator providing the maximum width of the frequency “corridor” of robust stability, based on modal parametric optimization. The simulation is carried out in the work on the example of two control objects: in the task of the system of magnetic levitation control and in the task of the marine ship control. The results of the research work are presented in MATLAB / Simulink.