The principle of synthesis of control actions in immeasurable perturbation by means of observers

Abstract

В статье рассмотрен синтез управления объектом на основе принципа восстановления переменных состояний и оценки неизмеряемого возмущения с использованием асимптотического наблюдателя Люенбергера минимальной размерности. Целью исследования является обоснование принципа синтеза управления путем анализа переходных процессов в системе с наблюдателем, функционирующей в условиях действия внешнего неизмеряемого возмущения. Разработана структура системы автоматического управления, в которой для компенсации возмущающего воздействия предусмотрено дополнительное интегрирующее звено, реализующее оценку восстановленного наблюдателем возмущения. Получены переходные процессы на выходе объекта и наблюдателя в системе управления с оценкой производной в законе регулирования, восстановленной наблюдателем, продемонстрировавшие существенную зависимость показателей качества от возмущения. В связи с чем, был разработан алгоритм компенсации влияния внешнего возмущения на объект, имеющего наиболее тяжелый для регулирования ступенчатый вид. Синтезированный наблюдатель позволил дополнительно улучшить динамику системы управления при действии внешнего возмущающего воздействия. The article considers the synthesis of object control based on the principle of restoring variable states and estimating an immeasurable perturbation using an asymptotic Luenberger observer of minimal dimension. The aim of the study is to substantiate the principle of control synthesis by analyzing transients in a system with an observer operating under the action of an external immeasurable disturbance. The structure of the automatic control system has been developed, in which an additional integrating link is provided to compensate for the disturbing effect, which implements the evaluation of the disturbance restored by the observer. Transient processes at the output of the object and the observer in the control system with an estimate of the derivative in the law of regulation restored by the observer have been obtained, demonstrating a significant dependence of quality indicators on perturbation. In this connection, an algorithm has been developed to compensate for the influence of an external disturbance on an object that has the most difficult stepwise appearance for regulation. The synthesized observer made it additionally possible to improve the dynamics of the control system under the action of an external disturbing influence.