АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ
Введение
Безрельсовые автоматические тележки относятся к наиболее перспективным транспортным средствам современного производства [1]. Ряд технологических задач требует не только организации движения мобильного робота (МР) вдоль заданных траекторий в пространстве рабочих координат, но и налагает требования на скорость перемещения вдоль этих траекторий, например постоянство контурной скорости.
Поэтому задача синтеза контурного управления заключается в нахождении такого управления, которое обеспечивает движение МР по заданным траекториям с заданной контурной скоростью. Кроме того, ряд производственных процессов требует довольно высоких скоростей выполнения, что вынуждает учитывать динамические эффекты в математической модели МР. Это приводит к необходимости максимального учета всех нелинейных свойств объекта управления.
Методология синтеза регулятора
При построении регулятора, обеспечивающего учет указанных характеристик, был выбран метод синергетической теории управления [2] как наиболее полно в настоящее время соответствующий требованиям данной технологической задачи. Этот метод эффективно решает задачи адаптивного управления. При этом, в отличие от известных методов синтеза адаптивных систем, структура управления определяется непосредственно, а не является результатом совместного решения задач управления и идентификации.
Особенности подхода
Секция систем автоматического управления котла и давления перегретого пара эквивалентна задаче стабилизации общего объема воды в системе и давления пара на выходе пароперегревателя, что позволило в дальнейшем существенно упростить структуру регулятора.
Данный подход позволяет создать адаптивную систему управления мобильным роботом, которая способна:
- Обеспечивать точное движение по заданным траекториям
- Поддерживать постоянную контурную скорость
- Компенсировать нелинейные свойства объекта управления
- Адаптироваться к изменяющимся условиям эксплуатации
- Обеспечивать высокое быстродействие системы
Преимущества синергетического подхода
Синергетическая теория управления предлагает ряд преимуществ при решении задач адаптивного управления мобильными роботами:
- Прямое определение структуры управления без необходимости решения совместных задач идентификации и управления
- Возможность учета нелинейных свойств объекта управления
- Обеспечение устойчивости системы в широком диапазоне рабочих условий
- Способность к адаптации при изменении параметров объекта или внешних условий
- Высокая скорость отработки управляющих воздействий
Заключение
Предложенный подход к адаптивному управлению мобильным роботом на основе синергетической теории управления позволяет эффективно решать задачи точного позиционирования и управления скоростью движения. Метод обеспечивает необходимую адаптивность к изменяющимся условиям эксплуатации и учитывает нелинейные свойства объекта управления, что особенно важно для современных производственных систем с высокими требованиями к точности и быстродействию.
ЛИТЕРАТУРА
- Мирошник И.В., Говядинкин Д.С., Дроздов В.Н. Система управления транспортной тележкой // Управление в оптических и электромеханических системах. Л.: ЛИТМО, 1989.
- Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994.