DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.6.04

IMPROVING OF ELECTROMECHANICAL SERVO SYSTEMS ACCURACY

B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, V. V. Kolomiets, I. V. Bovdyj

Анотація


Цель. Повышение параметров точности и уменьшение чувствительности системы к изменениям параметров объекта управления нелинейной робастной электромеханической следящей системы наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины на основе многокритериального синтеза. Методология. Метод многокритериального синтеза нелинейных робастных регуляторов для управления нелинейными многомассовыми электромеханическими следящими системами с параметрической неопределенностью основан на выборе вектора цели робастного управления путем решения соответствующей задачи многокритериального нелинейного программирования, в которой вычисление векторов целевой функции и ограничений носит алгоритмический характер и связано с синтезом нелинейных робастных регуляторов и моделированием синтезированной системы для различных режимов работы системы, при различных входных сигналах и для различных значений параметров объекта управления. Синтез нелинейных робастных регуляторов и нелинейных робастных наблюдателей сводится к решению системы уравнений Гамильтона – Якоби – Айзекса. Результаты. Приводятся результаты синтеза нелинейной робастной электромеханической следящей системы наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины. Сравнение динамических характеристик синтезированной следящей электромеханической системы показало, что применение синтезированных нелинейных робастных регуляторов позволяет повысить параметры точности и снизить чувствительность системы к изменению параметров объекта управления по сравнению с существующей системой. Оригинальность. Впервые проведен многокритериальный синтез нелинейной робастной электромеханической следящей системы наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины. Практическая ценность. Приводятся практические рекомендации по обоснованному выбору матриц коэффициентов усиления нелинейных обратных связей регулятора и нелинейного наблюдателя следящей электромеханической системы, что позволяет улучшить динамические характеристики и снизить чувствительность системы к изменению параметров объекта управления по сравнению с существующей системой. 

Ключові слова


электромеханическая следящая система наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины; нелинейная робастная система; многокритериальный синтез; динамические характеристики

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


1. Bezvesilna O.M., Kvasnikov V.P., Klymenko O.I., Maliarov S.P., Ponomarenko A.I., Sibruk L.V., Tsiruk V.H., Chikovani V.V. Naukovi, tekhnolohichni, orhanizatsiini ta vprovadzhuvalni osnovy stvorennia novoho pryladovoho kompleksu stabilizatora ozbroiennia lehkykh bronovanykh mashyn [Scientific, technological, organizational and implementing bases for the creation of a new instrumentation complex of lightly armored vehicles weapons stabilizer]. Kyiv, 2015. (Ukr).

2. Binroth W., Cornell G.A., Presley R.W. Closed-loop optimization program for the M60A1 tank gun stabilization system.Rock Island Arsenal, 1975. 251 p.

3. Aleksandrov Е.Е., Bogaenko I.N, Kuznetsov B.I. Parametricheskii sintez sistem stabilizatsii tankovogo vooruzheniia [Parametric synthesis of tank weapon stabilization systems]. Кyiv, Теchnika Publ., 1997. 112 p. (Rus).

4. Kuznetsov B.I., Vasilets T.E., Varfolomiyev O.O. Synthesis of neural network Model Reference Controller for aiming and stabilizing system. Electrical Engineering & Electromechanics, 2015, no.5, pp. 47-54. doi: 10.20998/2074-272x.2015.5.06.

5. Buriakovskyi S.G., Maslii A.S., Panchenko V.V., Pomazan D.P., Denis I.V. The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model. Electrical Engineering & Electromechanics, 2018, no.2, pp. 59-62. doi: 10.20998/2074-272x.2018.2.10.

6. Rozov V.Yu., Tkachenko O.O., Erisov A.V., Grinchenko V.S. Analytical calculation of magnetic field of three-phase cable lines with two-point bonded shields. Technical Electrodynamics, 2017, no.2, pp. 13-18 (Rus). doi: 10.15407/techned2017.02.013.

7. William M. McEneaney. Max-plus methods for nonlinear control and estimation. Birkhauser Boston, 2006. 256 p. doi: 10.1007/0-8176-4453-9.

8. Wilson J. Rugh. Nonlinear system theory. The Volterra/Wiener Approach. TheJohnsHopkinsUniversity Press, 2002. 330 p.

9. Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Tatarchenko M.O., Khomenko V.V. Multicriterion anisotropic regulators synthesis by multimass electromechanical systems. Technical electrodynamics, 2014, no.4, pp. 105-107. (Rus).

10. Ray S., Lowther D.A. Multi-objective optimization applied to the matching of a specified torque-speed curve for an internal permanent magnet motor. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, vol.45, no.3, pp. 1518-1521. doi: 10.1109/tmag.2009.2012694.

11. Ren Z., Pham M.-T., Koh C.S. Robust global optimization of electromagnetic devices with uncertain design parameters: comparison of the worst case optimization methods and multiobjective optimization approach using gradient index. IEEE Transactions on Magnetics, 2013, vol.49, no.2, pp. 851-859. doi: 10.1109/tmag.2012.2212713.

12. Shoham Y., Leyton-Brown K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations.CambridgeUniversity Press, 2009. 504 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Bezvesilna O.M., Kvasnikov V.P., Klymenko O.I., Maliarov S.P., Ponomarenko A.I., Sibruk L.V., Tsiruk V.H., Chikovani V.V. Naukovi, tekhnolohichni, orhanizatsiini ta vprovadzhuvalni osnovy stvorennia novoho pryladovoho kompleksu stabilizatora ozbroiennia lehkykh bronovanykh mashyn [Scientific, technological, organizational and implementing bases for the creation of a new instrumentation complex of lightly armored vehicles weapons stabilizer]. Kyiv, 2015. (Ukr).
2.     Binroth W., Cornell G.A., Presley R.W. Closed-loop optimization program for the M60A1 tank gun stabilization system.Rock Island Arsenal, 1975. 251 p.
3.     Aleksandrov Е.Е., Bogaenko I.N, Kuznetsov B.I. Parametricheskii sintez sistem stabilizatsii tankovogo vooruzheniia [Parametric synthesis of tank weapon stabilization systems]. Кyiv, Теchnika Publ., 1997. 112 p. (Rus).
4.     Kuznetsov B.I., Vasilets T.E., Varfolomiyev O.O. Synthesis of neural network Model Reference Controller for aiming and stabilizing system. Electrical Engineering & Electromechanics, 2015, no.5, pp. 47-54. doi: 10.20998/2074-272x.2015.5.06.
5.     Buriakovskyi S.G., Maslii A.S., Panchenko V.V., Pomazan D.P., Denis I.V. The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model. Electrical Engineering & Electromechanics, 2018, no.2, pp. 59-62. doi: 10.20998/2074-272x.2018.2.10.
6.     Rozov V.Yu., Tkachenko O.O., Erisov A.V., Grinchenko V.S. Analytical calculation of magnetic field of three-phase cable lines with two-point bonded shields. Technical Electrodynamics, 2017, no.2, pp. 13-18 (Rus). doi: 10.15407/techned2017.02.013.
7.     William M. McEneaney. Max-plus methods for nonlinear control and estimation. Birkhauser Boston, 2006. 256 p. doi: 10.1007/0-8176-4453-9.
8.     Wilson J. Rugh. Nonlinear system theory. The Volterra/Wiener Approach. TheJohnsHopkinsUniversity Press, 2002. 330 p.
9.     Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Tatarchenko M.O., Khomenko V.V. Multicriterion anisotropic regulators synthesis by multimass electromechanical systems. Technical electrodynamics, 2014, no.4, pp. 105-107. (Rus).
10.  Ray S., Lowther D.A. Multi-objective optimization applied to the matching of a specified torque-speed curve for an internal permanent magnet motor. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, vol.45, no.3, pp. 1518-1521. doi: 10.1109/tmag.2009.2012694.
11.  Ren Z., Pham M.-T., Koh C.S. Robust global optimization of electromagnetic devices with uncertain design parameters: comparison of the worst case optimization methods and multiobjective optimization approach using gradient index. IEEE Transactions on Magnetics, 2013, vol.49, no.2, pp. 851-859. doi: 10.1109/tmag.2012.2212713.
12.  Shoham Y., Leyton-Brown K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations.CambridgeUniversity Press, 2009. 504 p.




Copyright (c) 2018 B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, V. V. Kolomiets, I. V. Bovdyj


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)