Управление системами, включающими в себя объекты управления и параметрические регуляторы
Автор: Е. Д. Михов, А. В. Караванов
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 1, 2025 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается новый алгоритм управления системами с длительными переходными процессами. Актуальность исследования обусловлена растущим использованием малых космических аппаратов для различных целей, включая научные исследования, связь и наблюдение. Эти аппараты имеют ограниченный ресурс корректировки движения из-за износа дополнительных двигателей и ограниченного объёма рабочего тела. Разработка и внедрение новых алгоритмов управления, направленных на сокращение времени корректировки (переходного процесса), могут значительно повысить эффективность использования малых космических аппаратов. Это не только увеличит срок их службы, но и позволит расширить возможности их применения в различных областях. Разработанный алгоритм основан на непараметрической оценке функции регрессии и состоит из двух частей: накопленного опыта об объекте и поискового шага. В качестве объекта управления был взят безынерционный процесс, управляемый П-регулятором. В такой системе возникает переходный процесс. Для оценки эффективности управления было выбрано время переходного процесса как критерий. Проведённое сравнение показало, что управление системой с помощью П-регулятора менее эффективно по сравнению с разработанным алгоритмом. Результаты исследования могут быть полезны для разработки более эффективных систем управления, особенно в условиях, когда требуется высокая скорость регулирования.
П-регулятор, система управления, непараметрическая оценка функции регрессии, переходный процесс, малые космические аппараты.
Короткий адрес: https://sciup.org/14133049
IDR: 14133049 | УДК: 629.7.023 | DOI: 10.26732/j.st.2025.1.02
Control of systems including control objects and parametric regulators
The article discusses a new control algorithm for systems with long transient processes. The relevance of the study is due to the growing use of small spacecraft for various purposes, including scientific research, communication and observation. These devices have a limited resource for adjusting motion due to the wear of additional engines and a limited volume of the working fluid. Development and implementation of new control algorithms aimed at reducing the correction time (transient process) can significantly improve the efficiency of using small spacecraft. This will not only increase their service life, but will also expand the possibilities of their application in various fields. The developed algorithm is based on a nonparametric estimate of the regression function and consists of two parts: accumulated experience about the object and a search step. An inertialess process controlled by a P-controller was taken as the control object. A transient process occurs in such a system. The transient process time was chosen as a criterion to evaluate the control efficiency. The comparison showed that control of the system using a P-controller is less efficient than the developed algorithm. The results of the study can be useful for developing more efficient control systems, especially in conditions where high control speed is required
Список литературы Управление системами, включающими в себя объекты управления и параметрические регуляторы
- Гаркушенко В. И., Дегтярев Г. Л. Теория автоматического управления: учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2010. 274 с.
- Поляк Б. Т., Хлебников М. В. Новые критерии настройки ПИД-регуляторов //Автоматика и телемеханика. 2022. № . 11. С. 62–82.
- Бобырь М. В., Милостная Н. А., Ноливос К. А. Комбинация нечетко-цифрового фильтра и ПИД-регулятора в задаче управления термоэлементом //Мехатроника, автоматизация, управление. 2022. Т. 3. № . 9. С. 473–480.
- Баранов О. В. Алгоритм настройки стабилизирующего ПИД-регулятора квадрокоптера //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2021. Т. 64. № . 10. С. 829–838.
- Пшихопов В. Х. Медведев М. Ю. Управление подвижными объектами в определенных и неопределенных средах. Москва: Наука, 2011. 350 с.
- Петрова Ю. С., Амелин С. А. Метод разработки адаптивного регулятора в системе управления пароперегревателя //Новые технологии в учебном процессе и производстве. 2023. С. 485–486.
- Воронежская Е. Е., Мельникова В. И., Ивашкин Е. Г. Моноамины как адаптивные регуляторы развития: феномен и механизмы действия //Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова. 2021. Т. 71. № . 3. С. 295–305.
- Хань Н. Д., Кузнецов В. Е., Вынг К. Н. Синтез адаптивного регулятора для повышения качества движения рулевого привода при действии внешней нагрузки //Международная научная конференция по проблемам управления в технических системах. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ им. В. И. Ульянова (Ленина)». 2021. Т. 1. С. 341–345.
- Медведев А. В. Основы теории непараметрических систем. Идентификация, управление, принятие решений: монография. СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2018. 732 с.
- Бушуева Н. С., Козырь Б. Ю., Запривода А. А. Многоуровневое Гибридное Управление инфраструктурными программами //Scientific Journal of Astana IT University. 2020. № . 2. С. 71–85.
- Бабилуа П. К., Надарая Э. А. Об одной непараметрической оценке пуассоновской функции регрессии //Теория вероятностей и ее применения. 2024. Т. 69. № . 2. С. 218–232.
- Орлов А. И. Вероятностно-статистические модели корреляции и регрессии //Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2020. № . 160. С. 130–162.
- Лапко А. В., Лапко В. А. Нетрадиционная методика выбора коэффициентов размытости ядерных функций в непараметрической регрессии //Измерительная техника. 2023. № . 2. С. 3–7.
- Симахин В. А. и др. Непараметрические алгоритмы идентификации в задачах акустического зондирования атмосферы. 2021.
- Яковенко П. Г. Синтез оптимальных управлений подвижными объектами во время переходных процессов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2008. № 12.
- Чжан Е. А., Кемпф Д. А. Модификация непараметрического алгоритма моделирования и дуального управления многомерными процессами в условиях неопределенности //Вестник Воронежского государственного технического университета. 2020. Т. 16. № . 3. С. 7–13.
- Раскина А. В. и др. Дуальное управление неустойчивым линейным динамическим объектом с применением алгоритмов стабилизации //Научно-технический вестник Поволжья. 2021. № . 9. С. 30–33.
