Системы управления курсом судна с переключаемыми регуляторами
Аннотация
Целью настоящей работы является исследование возможностей повышения качества процессов управления движением судна по курсу путем комбинирования отдельных типовых регуляторов. Из известных научных направлений, посвященных решаемой задаче, наиболее близким является теория систем с переменной структурой, в которых за счет переключений достигается уникальные полезные свойство, которыми не обладают отдельные переключаемые структуры. Статья посвящена подходу к построению системы управления курсом судна, который основан на принципе переключения регуляторов во время переходного процесса. Это позволяет улучшить качество процессов управления в системе за счет использования особенностей отдельных регуляторов. В частности, применение принципа переключения позволило заметно повысить быстродействие системы в сравнении с системами без переключения и обеспечить желаемый монотонный характер процесса управления. Предложенный подход иллюстрируется на основе переключаемых П-регуляторов. Приводятся и обсуждаются результаты моделирования разработанной системы управления курсом судна.
Литература
Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория автоматического управления [Текст]/ В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – СПб.: Профессия, 2007. – 752 с.
Вагущенко, Л.Л. Системы автоматического управления движением судна [Текст]/ Л.Л. Вагущенко, Н.Н. Цымбал. – Одесса: Латстар, 2002. – 310 с.
Дёмин С.И., Жуков Е.И., Кубачев Н.А. Управление судном: Учеб. Для вузов. – М.: Транспорт, 1991. – 359 с.
Денисенко В. ПИД – регуляторы: принципы построения и модификации, часть 1 /Денисенко В. // СТА Современные Технологии Автоматизации. – 2006. – №4. – С. 66 – 74
Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменной структурой [Текст]/ С.В. Емельянов. – М.: Наука, 1967. – 336 с.
Изерман Р. Цифровые системы управления. — М.: Мир, 1984. — 541 с.
Ротач В.Я. Теория автоматического управления. — М.: Издательство МЭИ, 2004. — 400 с.
Сирота А.А. Методы и алгоритмы анализа данных и их моделирование в Matlab: учеб. пособие. – СПб.: БХВ - Петербург, 2016. – 384 с.: ил. – (Учебное пособие).
Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с.
Уткин В.И. Скользящие режимы с переменной структурой [Текст]/ В.И. Уткин. – М.: Наука, 1974. – 272 с.
Шарлай Г.Н. Управление морским судном: учбеное пособие/ Г.Н.Шарлай. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2011. – 543с.
Ang K.H., Chong G., Li Y. PID control system analysis, design, and technology // IEEE Trans. on Control Systems Technology. July 2005. Vol. 13. No. 4. P. 559-576. https://doi.org/10.1109/tcst.2005.847331
Astrom K.J., Hagglund T. Advanced PID control. — ISA (The Instrumentation, Systems, and Automation Society), 2006. — 460 p.
Hodel A.S., Hall C.E. Variable_structure PID control to prevent integrator windup // IEEE Trans. on Industrial Electronics. 2001. Vol. 48. No. 2. P. 442-451. https://doi.org/10.1109/41.915424
Jing_Chung Shen, Huann_Keng Chiang. PID tuning rules for second order systems // Control Conference, 2004 (5th Asian), 20-23 July 2004. Vol. 1. P. 472-477.
Karimi A., Garcia D., Longchamp R. PID controller tuning using Bode’s integrals // IEEE Trans. on Control Systems Technology. Nov. 2003. Vol. 11. No. 6. P. 812-821. https://doi.org/10.1109/tcst.2003.815541
Keel L.H., Rego J.I., Bhattacharyya S.P. A new approach to digital PID controller design // IEEE Trans. on Automatic Control. April 2003. Vol. 48. No. 4. P. 687-692. https://doi.org/10.1109/tac.2003.809768
Li Y., Ang K.H., Chong G.C.Y. Patents, Software, and Hardware for PID control: an overview and analysis of the current art // IEEE Control Systems Magazine. Feb. 2006. P. 42-54. https://doi.org/10.1109/mcs.2006.1580153
Moradi M.H. New techniques for PID controller design // Proceedings of 2003 IEEE Conference on Control Applications (CCA 2003), 23_25 June 2003. Vol. 2. P. 903-908. https://doi.org/10.1109/cca.2003.1223130
Obika M., Yamamoto T. An evolutionary design of robust PID controllers // Mechatronics and Automation, 2005 IEEE International Conference, 29 July _ 1 Aug. 2005. Vol. 1. P. 101-106. https://doi.org/10.1109/icma.2005.1626530
Oviedo J.J.E., Boelen T., van Overschee P. Robust advanced PID control (RaPID): PID tuning based on engineering specifications // IEEE Control Systems Magazine. Feb. 2006. Vol. 26. Issue 1. P. 15-19. https://doi.org/10.1109/mcs.2006.1580148
Silva G.J., Datta A., Bhattacharyya S.P. New results on the synthesis Of PID controllers // IEEE Trans. on Automatic Control. Feb. 2002. Vol. 47. No. 2. P. 241-252. https://doi.org/10.1109/9.983352
Silva G.J., Datta A., Bhattacharyya S.P. On the stability and controller robustness of some popular PID tuning rules // IEEE Trans. on Automatic Control. Sept. 2003. Vol. 48. No. 9. P. 1638-1641. https://doi.org/10.1109/tac.2003.817008
Skoczowski S., Domek S., Pietrusewicz K., Broel_Plater B. A method for improving the robustness of PID control // IEEE Trans. on Industrial Electronics. Dec. 2005. Vol. 52. No. 6. P. 1669_1676. https://doi.org/10.1109/tie.2005.858705
Takao K., Yamamoto T., Hinamoto T. Design of a memory_based selftiming PID controller // 43rd IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2004), 14_17 Dec. 2004. Vol. 2. P. 1598-1603. https://doi.org/10.1109/cdc.2004.1430272
Copyright (c) 2021 Научные проблемы водного транспорта
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
