ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В работе обсуждается процедура синтеза двухкаскадной системы автоматического поиска экстремума для динамического объекта. Его особенностью является наличие двух составляющих: динамической части и статической функции качества, имеющей экстремальный характер. В соответствии с особенностями объекта предлагается формировать двухконтурное управление, где внутренний контур содержит динамическую часть, а внешний – экстремальную характеристику. С целью подавления влияний внешних возмущений предлагается во внутреннем контуре организовать скользящий режим. Показано, что возникающие при этом автоколебания являются управляемыми, и их можно использовать в качестве поисковых колебаний для оценки градиента функции качества аналогично методу синхронного детектирования. Для обеспечения поиска экстремума с заданным качеством во внешнем контуре формируется интегральный регулятор, использующий полученную оценку градиента. Предлагается искусственно ускорить стабилизацию динамических свойств внутреннего контура, что порождает разнотемповые процессы. В этом случае исследование свойств системы осуществляется с использованием метода разделения движений. Описана процедура синтеза, которая включает в себя рекомендации по выбору значений параметров регуляторов и поисковых колебаний, а также соответствующих автоколебаний во внутреннем контуре. Представлены результаты имитационного моделирования двухкаскадной экстремальной системы в среде MatLab, иллюстрирующие процесс поиска экстремума.

1.  Моросанов И.С. Метод экстремального управления // Автоматика и телемеханика. – 1957. – № 18. – С. 1077–1092.

2.  Blackman P.F. Extremum-seeking regulators // An exposition of adaptive control / ed. by J.H. Westcott. – New York: The Macmillan Company, 1962.

3.  Растригин Л.А. Системы экстремального регулирования. – М.: Наука, 1974.

4.  Ariyur K.B., Krstic M. Real-time optimization by extremum-seeking control. – New-Jersey: Wiley, 2003.

5.  Галкин Л.М., Карманов В.И., Стрюков С.М. Автоматическая оптимизация рабочего режима термоэмиссионных преобразователей по давлению паров цезия // Автоматика и телемеханика. – 1984. – № 11. – С. 151–158.

6.  Востриков А.С., Уткин В.И., Французова Г.А. Системы с производной вектора состояния в управлении // Автоматика и телемеханика. – 1982. – № 3. – С. 22–25.

7.  Востриков А.С. Синтез систем регулирования методом локализации. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007.

8.  Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования. – М.: Юрайт, 2017.

9.  Уткин В.И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления. – М.: Наука, 1981.

10.   Французова Г.А. Двухконтурные системы экстремального регулирования с формированием заданной динамики // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – № 5. – С. 7–11.

11.   Frantsuzova G.A. Application of relay controller for extremum seeking in nonlinear system // Proceedings of the IASTED International Conferences on "Automation, Control, and Information Technology (ACIT 2010)", 15–18 June, 2010. – Novosibirsk, 2010. – P. 111–115.

12.   Frantsuzova G.A. Use of a relay controller for automatic extremum seeking in nonlinear systems // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. – 2011. – Vol. 47, iss. 3. – P. 274–280.

13.   Suvorov D.A., Frantsuzova G.A. Cascaded extremum seeking system design with sliding modes organization // 2016 11th International forum on strategic technology, June 1–3, 2016, Novosibirsk, Russia: proceedings of IFOST-2016. – Novosibirsk: NSTU, 2016. – Pt. 1. – P. 590–593.

14.   Suvorov D.A., Frantsuzova G.A. Two-cascaded gradient extremum closed loop with see­king self-oscillations // 2017 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON): Proceedings, Kazakhstan, Astana, June 29–30, 2017. – Astana, 2017. – P. 696–699.