ISSN 1991-2927
 

АПУ № 3 (49) 2017

Автор: "Андреев Александр Сергеевич"

УДК 531.36 : 534.1

Андреев Александр Сергеевич, Ульяновский государственный университет, доктор физико-математических наук, профессор, окончил механикоматематический факультет Ташкентского государственного университета. Декан факультета математики, информационных и авиационных технологий Ульяновского государственного университета, заведующий кафедрой «Информационная безопасность и теория управления» УлГУ. Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением механических систем. [e-mail: AndreevAS@ulsu.ru]А.С. Андреев,

Перегудова Ольга Алексеевна, Ульяновский государственный университет, доктор физико-математических наук, доцент, окончила механикоматематический факультет УлГУ. Профессор кафедры «Информационная безопасность и теория управления» УлГУ. Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением механических систем. [e-mail: peregudovaoa@sv.ulsu.ru]О.А. Перегудова

Об управлении движением механической системы с учетом динамики приводов000_3.pdf

В статье решена задача о стабилизации программного движения голономной механической системы с учетом динамики приводов. Как известно, реализация управляющих сил и моментов для механических систем происходит с помощью исполнительных устройств (приводов), динамика которых оказывает влияние на процесс движения. Поэтому требование точности реализации управления современными механическими системами приводит к необходимости учитывать динамику приводов. Сложность задач построения законов управления для математических моделей механических систем с приводами состоит в том, что число степеней свободы такой системы выше размерности вектора управляющих сигналов. В работе использовано представление модели механической системы с приводом в виде каскадного соединения двух подсистем: механической и приводов. При этом вектор управления для механической подсистемы является состоянием подсистемы приводов. Такое представление позволяет решать задачу управления в виде двухшаговой процедуры. На первом шаге строится закон управления механической подсистемой в виде непрерывно-дифференцируемой функции времени, координат и скоростей, который осуществляет стабилизацию заданного программного движения. А затем на втором шаге для подсистемы приводов строится релейный закон управления, обеспечивающий асимптотическую устойчивость построенного выше стабилизирующего закона. Особенностью полученного в работе результата является применение знакопостоянной функции Ляпунова, что позволило существенно упростить выкладки по обоснованию релейного закона управления, а также условия его реализации. В качестве примера решена задача стабилизации программного движения пространственного трехзвенного манипулятора, управляемого при помощи трех независимых электроприводов постоянного тока.

Механическая система, стабилизация, программное движение, динамика приводов, знакопостоянная функция ляпунова.

2016_ 4

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование.


УДК 531.36 : 534.1

Андреев Александр Сергеевич , Ульяновский государственный университет, доктор физико-математических наук, профессор, окончил механикоматематический факультет Ташкентского государственного университета. Декан факультета математики, информационных и авиационных технологий Ульяновского государственного университета, заведующий кафедрой «Информационная безопасность и теория управления» УлГУ. Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением механических систем. [e-mail: AndreevAS@ulsu.ru]А.С. Андреев,

Перегудова Ольга Алексеевна , Ульяновский государственный университет, доктор физико-математических наук, доцент, окончила механикоматематический факультет УлГУ. Профессор кафедры «Информационная безопасность и теория управления» УлГУ. Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением механических систем. [e-mail: peregudovaoa@sv.ulsu.ru]О.А. Перегудова

Синтез управления двухзвенным манипулятором без измерения скоростей000_9.pdf

В статье решена задача о стабилизации программного движения двухзвенного манипулятора без измерения скоростей. Большинство известных стратегий по управлению движением механических систем, в том числе манипуляционных роботов, основаны на допущении, что доступны измерению как координаты, так и скорости механической системы. Но при практическом применении построенных законов управления возникают определенные трудности, связанные, например, с невозможностью установки датчиков скоростей из-за различных ограничений, а также с тем, что функционирование этих датчиков сопряжено с проблемами возникновения шумов и, как следствие, с уменьшением точности решения задачи управления. Основные подходы к решению задачи управления механическими системами, в частности, манипуляторами, без измерения скоростей, которые состоят в применении приближенного дифференцирования координат системы, а также в построении наблюдателей, не являются полностью разработанными для задачи о нелокальной стабилизации нестационарных программных движений манипуляторов из-за таких проблем, как нелинейность и нестационарность системы. В статье представлена методика синтеза кусочно-непрерывного нелинейного управления на основе построения наблюдателя и применения метода вектор-функций Ляпунова. Новизна полученных результатов состоит в построении наблюдателя, размерность которого в два раза меньше размерности самой системы, для решения задачи о стабилизации широкого класса нестационарных программных движений манипулятора без линеаризации системы. Представлены результаты численного моделирования, подтверждающие полученные теоретические результаты.

Двухзвенный манипулятор, стабилизация, программное движение, закон управления без измерения скоростей, система сравнения, вектор-функция ляпунова.

2015_ 4

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование.


УДК 531.36 : 534.1

Андреев Александр Сергеевич, Ульяновский государственный университет,доктор физико-математических наук, профессор, окончил механико-математический факультет Ташкентского государственного университета. Декан факультета математики и информационных технологий УлГУ, заведующий кафедрой «Информационная безопасность и теория управления». Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением механических систем. [e-mail: AndreevAS@ulsu.ru] А.С. Андреев,

Раков Станислав Юрьевич, Ульяновский государственный университет, окончил факультет математики и информационных технологий УлГУ. Младший научный сотрудник управления научных исследований УлГУ. Имеет статьи в области управления движением механических систем. [e-mail: rakov.stanislav@gmail.com]С.Ю. Раков

Об управлении двухзвенным роботом-манипулятором на основе пи-регулятора000_9.pdf

В статье решена задача о стабилизации программного движения двухзвенного манипулятора на подвижном основании путем построения ПИ-регулятора. Манипулятор состоит их двух однородных звеньев, соединенных шарниром. В схвате второго звена расположен перемещаемый груз. Подвижное основание совершает поступательное перемещение в горизонтальной плоскости. Звенья манипулятора также движутся в горизонтальной плоскости. Таким образом, манипулятор совершает плоские движения. Движения манипулятора описываются системой двух уравнений Лагранжа второго рода. В работе предложен закон управления, осуществляющий стабилизацию заданного программного движения в виде пропорционально-интегральной зависимости для случая, когда основание манипулятора совершает заданное нестационарное движение. Задача стабилизации программного движения решена для линеаризованной модели. Для численного моделирования была применена созданная авторами программа, позволяющая строить ПИ-управление для различных механических систем. Найдено численное решение полученной системы интегро-дифференциальных уравнений с нестационарными коэффициентами. Построены соответствующие графики для координат звеньев манипулятора, подтверждающие теоретические результаты.

Двухзвенный манипулятор, стабилизация, программное движение, пи-управление, подвижное основание.

2015_ 3

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование, Информационные системы.


УДК 531.36 : 534.1

Андреев Александр Сергеевич, Ульяновский государственный университет, доктор физико-математических наук, профессор, окончил механико-математический факультет Ташкентского государственного университета. Декан факультета математики и информационных технологий УлГУ, заведующий кафедрой «Информационная безопасность и теория управления». Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением механических систем. [e-mail: AndreevAS@ulsu.ru]А.С. Андреев,

Кудашова Екатерина Алексеевна, Ульяновский государственный университет, окончила факультет математики и информационных технологий УлГУ. Младший научный сотрудник управления научных исследований УлГУ. Имеет статьи в области управления движением механических систем. [e-mail: katherine.kudashova@yandex.ru]Е.А. Кудашова

О моделировании структуры управления для колесного робота с омни-колесами000_13.pdf

В настоящее время требования к моделированию и исследованию динамики самоуправляемых робототехнических систем достаточно высоки. В целях достижения дополнительной маневренности и эффективности управления разрабатываются новейшие колесные мобильные роботы с омни-колесами, способные перемещаться в любом направлении без разворота. Эти особенности приобретаются ценой увеличения сложности конструкции и повышенной сложности законов управления. Наибольшее распространение в настоящее время получили трех- и четырехколесные мобильные роботы с роликонесущими колесами. В статье решена задача теоретического построения управления, обеспечивающего стабилизацию произвольного программного движения трехколесного робота с омни-колесами. Разработана компьютерная модель, позволяющая провести анализ эффективности обоснованного управления. Для разработки модели используется методика численного моделирования, при которой непрерывная модель приводится к соответствующей дискретной модели. Практическое применение предложенного алгоритма отыскания стабилизирующего управления для механических систем рассмотрено на примере стабилизации движения трехколесного робота.

Математическое моделирование, трехколесный робот, стабилизация, управление, дискретизация.

2015_ 2

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование, Информационные системы.


УДК 531.36


Андреев Александр Сергеевич, Ульяновский государственный университет, доктор физико-математических наук, профессор, окончил факультет прикладной математики и механики Ташкентского государственного университета. Заведующий кафедрой информационной безопасности и теории управления Ульяновского государственного университета. Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости и управления движением [e-mail: mtu@ulsu.ru]А.С. Андреев,

Артемова Александра Олеговна, Ульяновского государственного университета, [e-mail: sasenka.05@mail.ru]А.О. Артемова,

Петровичева Юлия Владимировна, Ульяновский государственный университет, аспирантка, окончила факультет математики и информационных технологий Ульяновского государственного университета. Имеет статьи в области математического мо- делирования управляемых механических систем [e-mail: mtu@ulsu.ru]Ю.В. Петровичева

Моделирование управляемого движения системы связанных твердых тел30_7.pdf

Многие механические системы могут быть представлены как системы твердых и упруго-твердых тел, связанных между собой посредством различных элементов - пружин, демпферов, шаровых или цилиндрических шарниров и т. д. В работе проводится моделирование управляемой системы связанных твердых тел в матричной форме нелинейных диф- ференциальных уравнений.

Математическое моделирование, управление движением, системы связанных твердых тел.

2012_ 4

Рубрика: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Тематика: Математическое моделирование.


УДК 517.977:531.36


Андреев Александр Сергеевич, Ульяновский государственный университет, Доктор физико-математических наук, профессор, окончил факультет прикладной математики и механики Ташкентского государственного университета. Декан факультета математики и информационных технологий, заведующий кафедрой компьютерной безопасности и теории управления Ульяновского государственного университета. Имеет статьи, учебные пособия, монографию в области теории устойчивости. [e-mail: andreevas@ulsu.ru]А.С. Андреев,

Беликова Елена Игоревна, ФНПЦ ОАО "НПО "Марс", Кандидат физико-математических наук, окончила механико-математический факультет Ульяновского государственного университета. Инженер-программист 1 категории ФНПЦ ОАО «НПО «Марс». Имеет статьи в области теории устойчивости. [e-mail: e.belikova@gmail.com]Е.И. Беликова

Синтез управления движением механической системы18_2.pdf

В работе исследуется задача управления общей нелинейной механической системой посредством декомпозиции на системы с одной степенью свободы. Полученный закон управления сравнивается по эффективности с управлениями, обеспечивающими стабилизацию на бесконечном интервале времени. Представлен алгоритм решения задачи о декомпозиции управления общей механической системы.

Нелинейная механическая система, синтез управления, декомпозиция.

2009_ 4

Рубрика: Теоретические вопросы автоматизации процессов управления

Тематика: Математическое моделирование.


УДК 517.977:531.36


Андреев Александр Сергеевич, Ульяновский Государственный университет, Заведующий кафедрой компьютерной безопасности и теории управления Ульяновского государственного университета[e-mail: andreevas@ulsu.ru]А.С. Андреев,

Беликова Елена Игоревна, ФНПЦ ОАО «НПО «Марс», [e-mail: e.belikova@gmail.com]Е.И. Беликова

Метод знакопостоянных функций ляпунова в задачах о стабилизации и синтезе управления для нелинейной управляемой системы 15_9.pdf

Проведено развитие метода функций Ляпунова в решении задачи синтеза управления нелинейной управляемой системой.

Синтез управления, нелинейная система, метод функций ляпунова.

2009_ 1

Рубрика: Теоретические вопросы автоматизации проектирования

Тематика: Математическое моделирование.


© ФНПЦ АО "НПО "Марс", 2009-2017 Работает на Joomla!