Modern key techologies in automatics: Structures and numerical optimization of regulators

Abstract

One of the most important tasks of the automatics and robotics is the design of the feedback regulators for the controlling and stabilization systems. This task contends on the two parts: the design of the regulator structure and the numerical calculation or optimization of its parameters. The paper discusses the both tasks and proposes the adequate decisions for the most difficult examples.

Control of oscillatory objects with internal positive delayed feedback

“…При этом все чаще для расчета регулятора применяется метод численной оптимизации его коэффициентов [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. Этот метод предполагает выбор ряда параметров для * Статья получена 04 августа 2014 г. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по государственному за-данию № 2014/138, тема проекта «Новые структуры, модели и алгоритмы для прорывных методов управления техническими системами на основе наукоемких результатов интеллектуальной дея-тельности».…”

“…

Численная оптимизация коэффициентов регулятора в последнее время широко применя-ется для проектирования замкнутых систем автоматического управления [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. При этом метод проектирования требует следующего: а) наличия модели объекта; б) исполь-зования программы для моделирования и оптимизации; в) выбора целевой (стоимостной) функции; г) выбора структуры регулятора; д) выбора шага интегрирования и времени ин-тегрирования; е) выбора метода оптимизации из предложенного программой набора.

…”

“…В частности, на результат оптимизации прежде всего влияет целевая функция. В работах [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12] выбору целевой функции уделяется достаточно внимания. Оп-тимизация может быть как минимум двух видов: в первом случае отыскива-ются значения параметров, обращающих целевую функцию в нуль, во втором случае отыскиваются параметры, обеспечивающие экстремум целевой функ-ции.…”

“…Методы оптимизации, описанные в [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12], используют стоимостную функцию на основе интеграла по времени от модуля ошибки, или на ее моди-фикации за счет введения дополнительных сомножителей и (или) слагаемых. Кроме выбора целевой (стоимостной) функции на результат оптимизации влияют выбор структуры регулятора и выбор шага и времени интегрирова-ния.…”

A New Approach to Numerical Optimization of a Controller for Feedback System

“…It is placed between the output of the regulator and the input of the object model [2]. This technical solution is necessary addition to the solutions proposed earlier in the work on this direction [3][4][5][6]. In this case, the element with a limited speed can be performed as an element of delay.…”