Поширення методу побудови двоконтурних безперервних слідкуючих систем на дискретні відповідники
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2025.99.35-40Ключові слова:
радіотехнічні слідкувальні системи, висока точність, метод синтезу, дискретні системи автоматичного управління, дефект передаточної функції, іваріантність, стійкість, пристрій управління, об'єкт управління, електропривод, антенна система, контур, регуляторАнотація
Проведено аналіз розв'язання задачі підвищення точності радіотехнічних систем. Показано, що в одноконтурній радіотехнічній системі не можна досягти інваріантності без зміни стійкості.
У [13] запропоновано метод синтезу слідкувальних безперервних двоконтурних систем автоматичного управління високої точності, еквівалентних комбінованим, в умовах величини, яка не вимірюється (вхідного корисного впливу) для побудови слідкувальних систем (особливо радіотехнічних, де вхідний корисний вплив не вимірюється, а тому і комбіноване управління неможливе).
Розглянуто узагальнення методу синтезу безперервних двоконтурних систем на дискретні системи, еквівалентні комбінованим, в умовах наявності одночасно як вхідного (задавального) впливу, так і зовнішніх впливів і перешкод.
Розроблений метод дозволяє синтезувати дискретні слідкувальні системи автоматичного управління високої точності, еквівалентні комбінованим, в умовах керованої величини, яка не вимірюється (вхідної корисної дії). Отримано дискретну передаточну функцію за помилкою двоконтурної системи (5), умову інваріантності (6), характеристичне рівняння (8). При цьому поліном чисельника передаточної функції за помилкою повинен мати різницю поліномів.
Показано, що умова інваріантності (підвищення точності) відбувається без порушення стійкості першого контуру. При даній побудові дискретної слідкувальної системи еквівалентність комбінованим системам, на відміну від методу диференціальних зв'язків, досягається не трьома, а двома контурами управління.
Синтезовано двоконтурну дискретну систему автоматичного управління, еквівалентну комбінованій. Розраховано і побудовано стохастичний регулятор, проведено аналіз впливу цього регулятора на астатизм системи (тобто її точність).
Запропонований метод доцільно застосовувати для побудови дискретних слідкувальних систем (особливо радіотехнічних, де вхідний корисний вплив не вимірюється за наявності перешкод), а також в лазерних радіолокаційних слідкувальних системах, системах управління літальними апаратами різного призначення.
Посилання
References
1. Korchemnyi M. O., Klendii P. B., Potapenko M. V. (2011). Teoretychni osnovy avtomatyky [Theoretical foundations of automation]. Ternopil: Navchalna knyha. Bohdan, 304 р.
2. Popovych M. H., Kovalchuk O. V. (1997). Teoriia avtomatychnoho keruvannia: pidruchnyk [Theory of automatic control: a textbook]. K.: Lybid, 544 p.
3. Hostev V. Y., Steklov V. K. (1988). Systemi avtomatycheskoho upravlenyia s tsyfrovimy rehuliatoramy: spravochnyk [Automatic control systems with digital regulators: reference book]. K.: Radyoamator, 704 p.
4. Zaitsev H. F. (1988). Teoryia avtomatycheskoho upravlenyia [Theory of automatic control]. K.: Visshaia shkola, 460 р.
5. Pavlovskyi M. A., Horbulin V. P., Klymenko O. M. (1997). Systemy keruvannia obertalnym rukhom kosmichnykh aparativ [Control systems for the rotational movement of space vehicles]. K.: Naukova dumka, 190 p.
6. Kuzmin S. Z. (2000). Tsyfrova radiolokatsiia. Vvedennia v teoriiu [Digital radar. Introduction to the theory]. K.: KYTT, 428 p.
7. Pushkarev Yu. A. (1989). Analyz y syntez dyskretnikh system otsenyvanyia [Analysis and synthesis of discrete estimation systems]. Zhytomyr: ZhVURE PVO, 326 p.
8. Pushkarev Yu. A., Revenko V. B. (1994). Novyie effektivnyie tsifrovyie filtryi vtorogo i tretego poryadka [New effective digital filters of the second and third order of magnitude]. Izv. vuzov. Radio electronics., Vol. 37, No. 4, pp. 54-61.
9. Jahangir Alam, Guoqing Hu, Hafiz Md. Hasan Babu, Huazhong Xu. (2023). Control Engineering Theory and Applications. Taylor & Francis Group, CRC Press, ISBN: 978-1-032-27660-1(hbk), 812 p. DOI: 10.1201/9781003293859.
10. Pushkarev Yu. A., Revenko V. B. (2005). Metod konstruirovaniya sledyaschey sistemyi s tsifrovyim filtrom vnutri kontura slezheniya i povyishennoy tochnostyu upravleniya [A method for designing a tracking system with a digital filter inside the tracking circuit and increased control accuracy]. Izv. vuzov. Radio electronics, Vol. 48, No. 10, pp. 29-37.
11. Eric T. Falangas (2015). Performance Evaluation and Design of Flight Vehicle Control. Wiley-IEEE Press, ISBN-13: 978-1119009764, 432 p.
12. Rama K. Yedavalli. (2019). Flight Dynamics and Control of Aero and Space Vehicles (Aerospace Series). Wiley, ISBN-13:978-1118934456, 554 p.
13. Davison E. J. (1972). The output control of linear time-invariant systems with unmesurable arbitrary disturbances. IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 17, Iss. 5, pp. 621–630. DOI: 10.1109/TAC.1972.1100084.
14. Revenko V. B., Karashchuk N. M. (2024). Pidvyshchennia tochnosti radiotekhnichnykh system avtomatychnoho upravlinnia, ekvivalentnykh kombinovanym [Notifications of the Accuracy of Radio Technical Systems of Automatic Control Equivalent to combined]. Problems of the quality of defense products: organizational, technical and financial and economic aspects: materials of the All-Ukrainian scientific and practical conference, Kyiv, National University of Defense of Ukraine, рр. 194-198.
15. Chen Z., Luo Z., Wu Y., Xue W., Li W. (2021). Research on High-Precision Attitude Control of Joint Actuator of Three-Axis Air-Bearing Test Bed. Journal of Control Science and Engineering, Vol. 1, pp. 11. doi:10.1155/2021/5582541.
16. Wang Y., Niu B., Wang H. et al. (2021). Neural network-based adaptive tracking control for switched nonlinear systems with prescribed performance: An average dwell time switching approach. Neurocomputing, Vol. 435, pp. 295–306. doi: 10.1016/j.neucom.2020.10.023.
17. Ma L., Xu N., Zhao X., Zong G., and Huo X. (2020). Small-Gain Technique-Based Adaptive Neural Output-Feedback Fault-Tolerant Control of Switched Nonlinear Systems With Unmodeled Dynamics. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, Vol. 51, No. 11, pp. 7051-7062. doi: 10.1109/TSMC.2020.2964822.
18. Xiong J., Chang X.-H., Park J. H., Li Z.-M. (2020). Nonfragile fault-tolerant control of suspension systems subject to input quantization and actuator fault. International Journal of Robust and Nonlinear Control, Vol. 30, pp. 6720–6743. doi:10.1002/rnc.5135.
19. Yuan W., Gao G., and Li J. (2020). Adaptive Backstepping Sliding Mode Control of the Hybrid Conveying Mechanism with Mismatched Disturbances via Nonlinear Disturbance Observers. Journal of Control Science and Engineering, Vol. 2020, Article ID 7376503. doi: 10.1155/2020/7376503.
20. Jin X., Zhao X., Yu J., Wu X., Chi J. (2020). Adaptive fault-tolerant consensus for a class of leader-following systems using neural network learning strategy. Neural Netw., Vol. 121, pp. 474–483. doi: 10.1016/j.neunet.2019.09.028.
21. Yao X., Wu L., Guo L. (2020). Disturbance-Observer-Based Fault Tolerant Control of High-Speed Trains: a Markovian Jump System Model Approach. IEEE Trans Syst Man Cybernet Syst., Vol. 50, Iss. 4, pp. 1476–1485. doi: 10.1109/TSMC.2018.2866618.38.
22. Mechali O., Xu L., Huang Y., Shi M., Xie X. (2021). Observer-based fixed-time continuous nonsingular terminal sliding mode control of quadrotor aircraft under uncertainties and disturbances for robust trajectory tracking: Theory and experiment. Control Engineering Practice, Vol. 111, Article 104806. doi: 10.1016/j.conengprac.2021.104806.
23. Sharma Manmohan, Indrani Kar (2021). Control of a quadrotor with network induced time delay. ISA Transactions, Vol. 111, pp. 132–143. doi: 10.1016/j.isatra.2020.11.008.
24. Benjamin Kuo C. (2009). Automatic Control Systems. PHI LEARNING PVT LTD: Technology and Engineering, 928 p. ISBN: 9788120309685, 9788120309685.
25. Richard C. Dorf, Robert H. Bishop (2019). Modern Control Systems, Global Edition. 13th Edition, Pearson (Intl), 1032 p.
26. Zhou X., Li L., Yu J., Gao L., Zhang R., et al. (2024). Multimodal aircraft flight altitude inversion from SDGSAT-1 thermal infrared data. Remote Sensing of Environment, Vol. 308, pp.114-178. doi: 10.1016/j.rse.2024.114178.
27. Rojhani N., Shaker G. (2024). Comprehensive Review: Effectiveness of MIMO and Beamforming Technologies in Detecting Low RCS UAVs. Remote Sens, Vol. 16, Is. 6, 1016. doi: 10.3390/rs16061016.
28. Yin, P. (2023). A Systematic Review of UAV altitude control systems. Highlights in Science, Engineering and Technology, Vol. 56, pp. 216-219. doi: 10.54097/hset.v56i.10199
29. Hien N. V., Truong V.-T. and Bui N.-T. (2020). An Object-Oriented Systems Engineering Point of View to Develop Controllers of Quadrotor Unmanned Aerial Vehicles. International Journal of Aerospace Engineering, Vol. 2020, Article ID 8862864. 17 p. doi:10.1155/2020/8862864.
30. Boyd S., Ghaoui L., Feron E. and Balakrishnan V. (1994). Linear Matrix Inequalities in System and Control Theory. Philadelphia: STAM, 193 p.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 V. B. Revenko , N. M. Karashchuk , V. V. Chetvertak
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. 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 нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
