Керування рухом перевернутого маятника: розробка установки, ідентифікація системи та синтез оптимального регулятора її руху
DOI:
https://doi.org/10.31548/dopovidi2022.01.016Ключові слова:
керування, маятник, оптимізація, регулятор, ідентифікаціяАнотація
У роботі розвинений підхід, який дає змогу виконати синтез оптимальних регуляторів динамічних систем. Він полягає у ідентифікації фізичної моделі динамічної системи (у розглядуваному випадку типу „перевернутий маятник”). Це дало підстави для постановки задачі синтезу регулятора. Такий підхід не вимагає математичної моделі системи у вигляді системи диференціальних рівнянь, що є його перевагою. Однак, для того, щоб скористатись цієї перевагою необхідно на етапі ідентифікації системи виконувати оцінку її якості. Такі розрахунки показали обґрунтованість розробленого підходу. Синтез оптимального регулятора було проведено на основі відомої методології, яка передбачає зведення вихідної задачі до задачі безумовної оптимізації функції зі складною топологією. Для цього було використано модифікований метод рою часточок. Експериментальна валідація результатів регулювання показала практично повне досягнення мети регулювання – стабілізації системи із наявністю незначних залишкових коливань фазових координат системи.
Посилання
Fliess M., Join C. Model-free control. Available at:: https://arxiv.org/pdf/1305.7085.pdf
Zhong Y., Huang X., Meng P., Li F. (2014) PSO-RBF neural network PID control algorithm of electric gas pressure regulator. Abstract and Applied Analysis, Article ID 731368. doi: 10.1155/2014/731368
Kennedy J., Eberhart R.C. (1995) Particle swarm optimization. Proceedings of the 1995 IEEE International Conference on Neural Networks, 1942-1948. doi: 10.1109/ICNN.1995.488968
Yudong Z., Shuihua W., Genlin J. (2015) A Comprehensive Survey on Particle Swarm Optimization Algorithm and Its Applications. Mathematical Problems in Engineering, Article ID 931256. doi: 10.1155/2015/931256
Romasevych Yu., Loveikin V. (2018) A Novel Multi-Epoch Particle Swarm Optimization Technique. Cybernetics and Information Technologies, 18 (3), 62–74. doi: 10.2478/cait-2018-0039
Romasevych Y., Loveikin V., Makarets V. (2020) Optimal constrained tuning of PI-controllers via a new PSO-based technique. International journal of swarm intelligence research, 11(4), 87-105. doi: 10.4018/IJSIR.2020100104
Savitzky A., Golay M.J.E. (1964) Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures. Analytical Chemistry, 1627-1639. doi: 10.1021/ac60214a047
Kingma D.P., Ba J. Adam: A Method for Stochastic Optimization. Cornell University Library. 2014. Available at: https://arxiv.org/abs/1412.6980
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
