Synthesis of nonlinear control systems with an unknown state vector

Abstract

У даній статті вирішується задача розробки нелінійного спостерігаючого пристрою для об'єкта, заданого системою нелінійних диференціальних рівнянь певного виду. Розроблений спостерігаючий пристрій відновлює повну інформацію про змінні стану об'єкта управління. В результаті експериментальних досліджень були запропоновані рекомендації для вибору коефіцієнтів зворотного зв'язку спостерігаючого пристрою. На базі отриманого спостерігаючого пристрою виконується синтез нелінійної системи управління за допомогою регулятора на основі методу «backstepping». Для перевірки аналітичних виразів розроблені моделі систем управління за допомогою програмного пакету Matlab/Simulink.In this article, the problem of development of nonlinear state observer for an object defined by a system of nonlinear differential equations of a certain kind has been solved. Obtained observer restores full information on the state variables of the control object. As a result of experimental research, guidelines for choosing the feedback coefficients of the observer have been proposed. On the basis of obtained observer, synthesis of nonlinear control system using the controller based on the backstepping method has been made. To verify the analytical expressions, models of control systems using the software package Matlab/Simulink have been developed.В данной статье решается задача разработки нелинейного наблюдающего устройства для объекта, заданного системой нелинейных дифференциальных уравнений определенного вида. Разработанное наблюдающее устройство восстанавливает полную информацию о переменных состояния объекта управления. В результате экспериментальных исследований были предложены рекомендации для выбора коэффициентов обратной связи наблюдающего устройства. На базе полученного наблюдающего устройства выполнен синтез нелинейной системы управления с помощью регулятора на основе метода «backstepping». Для проверки аналитических выражений разработаны модели систем управления с помощью программного пакета Matlab/Simulink