Адаптивное управление роботами для работы в условиях действия высоких температур

Аннотация

Введение: специфика работы роботов-манипуляторов в высокотемпературных зонах с точки зрения управления связана с изменением параметров модели их движения. Обеспечение качественной и эффективной работы роботов в таких условиях возможно при использовании адаптивных системы управления, способных подстраиваться под изменяющиеся условия работы и парирующих воздействия окружающей среды. Цель: для нелинейного нестационарного объекта синтезировать адаптивный регулятор с эталонной моделью и обобщенным пропорционально-интегральным законом регулирования, работающим в скользящем режиме. Результаты: показано, что движение робота-манипулятора может быть задано нелинейным уравнением с характерной нелинейностью, удовлетворяющей секторным ограничениям. Для принятой модели движения робота синтезирован адаптивный пропорционально-интегральный закон управления, использующий скользящий режим работы с настраиваемой поверхностью переключения. Основное отличие процедуры синтеза от существующих решений связано с использованием в законе управления дополнительной интегральной компоненты по сигналу рассогласования и с рассмотрением сходимости алгоритма по части переменных вектора состояния. Моделирование показало, что за счет подстройки параметров поверхности переключения установившаяся ошибка стремится к нулю во всех точках рабочего пространства робота. Показатели качества работы системы управления в области неопределенности параметров движения соответствуют качеству, заданному эталонной моделью. Практическая значимость: синтезированный регулятор формирует управление в виде бинарного релейного сигнала, что обеспечивает работу силовых модулей в ключевом режиме. При практической реализации это позволяет добиться максимальной энергетической эффективности и минимальных габаритных размеров устройства управления.