Сибирский федеральный университет

Перевод названия: NONPARAMETRIC ALGORITHMS OF HAMMERSTEIN SYSTEM CONTROL

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Ключевые слова: модель Гаммерштейна, a priori information, Nonparametric identification, control, nonlinear dynamic system model Hammerstein, априорная информация, непараметрическая идентификация, управление, нелинейная динамическая система

Аннотация: Рассмотрены задачи идентификации и управления нелинейными динамическими процессами класса Гаммерштейна в условиях частичной непараметрической неопределенности. В настоящее время наиболее широко распространенный подход к идентификации и управлению подобными системами состоит в параметризации как линейного динамического звена, так и нелинейного. При построении модели системы Гаммерштейна естественно используются наблюдения входных и выходных переменных с шумами. После предварительной параметризации модели обычно следует этап оценки параметров, входящих в последнюю. Очевидно, что недостаточно точная параметризация модели чревата тем, что качество управления такой системой может оказаться неудовлетворительным. Настоящая статья посвящена исследованию случая, когда уравнение линейного блока процесса не известно с точностью до параметров, а известно лишь, что процесс является линейным, а нелинейный блок задан с точностью до параметров. Такая постановка вопроса делает рассматриваемую систему более адекватной задачам практики. На первом этапе строится модель линейного динамического блока. Для построения непараметрической модели последнего необходимо на вход объекта подать функцию Хевисайда, в этом случае выход объекта с точностью до коэффициента является его переходной функцией. Восстановление весовой функции осуществляется по наблюдениям переходной методами непараметрической статистики. Для оценки параметров нелинейного звена необходимо проведение соответствующих экспериментов. Далее рассматривается задача управления системой Гаммерштейна, приводятся соответствующие непараметрические алгоритмы управления для случаев, когда нелинейное звено представляет собой квадратор. Следует обратить особое внимание на то, что при идентификации нелинейной динамической системы класса Гаммерштейна контролю подлежат только входные и выходные переменные. При изготовлении средств космической техники часто сталкиваются с необходимостью управления подобными объектами. Рассматриваемые модели и непараметрические алгоритмы управления оказываются полезными при создании компьютерных систем технической диагностики при виброиспытании космических аппаратов (КА) по каналу «вибросигнал - сигнал датчика, установленного на КА», а также систем управления производственными и технологическими процессами аэрокосмической техники. Проведено численное исследование предложенных алгоритмов управления для дискретно-непрерывных систем класса Гаммерштейна в различных условиях (при различном уровне помех в каналах измерения, различном объеме выборки и видах входных воздействий). Результаты компьютерных исследований показывают работоспособность предложенных алгоритмов. The task of identification and control of nonlinear dynamic processes Hammerstein class in partial non-parametric uncertainty is considered. Currently, the most widely used approach to the identification and management of such systems is the parameterization as a linear dynamic level, and non-linear. When building a model of the system Hammerstein the input and output variables with noise are naturally used. After pre-parameterization of the model, an evaluation phase of the parameters in the latter is usually followed. Obviously, that not enough accurate parameterization of the model is fraught with the fact that the quality of the management of such a system may not be satisfactory. This article is devoted to investigation of the case, the equation of linear block process is not known with an accuracy of parameters, and we only know that the process is linear and non-linear unit set up to parameters. This approach makes the system under consideration more than adequate to problems of practice. At the first stage model of linear dynamic block is built. To construct a non-parametric model of the last input object must submit the Heaviside function, in this case, the output of the object to within a factor is its transition function. Reconstruction of the weight function is carried out by the observations of transitional methods of nonparametric statistics. To estimate the parameters of non-linear element it is necessary to conduct appropriate experiments. Next, we consider the problem management system Hammerstein, given appropriate non-parametric control algorithms for cases where non-linear element is a quad. We should pay particular attention to the fact that in the identification of nonlinear dynamic system class Hammerstein, subject only to the control input and output variables. In the manufacture of space capabilities are often faced with the need to manage such objects. These models and nonparametric control algorithms are useful in creating computer systems of technical diagnostics with vibration testing of spacecraft (SC) on the channel: Vibrate - sensor mounted on the spacecraft, as well as systems of production and technological processes of aerospace technology. A numerical investigation of the proposed control algorithms for discrete-continuous systems class Hammerstein under different conditions (at different levels of noise in the measurement channels, a different sample size and types of input actions) has been conducted. The results of computer studies show the efficiency of the proposed algorithms.

Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева

Выпуск журнала: Т. 16, № 1

Номера страниц: 62-73

ISSN журнала: 18169724

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева

• Коплярова Н.В. (Сибирский федеральный университет)
• Медведев А.В. (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)