DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.2.10

Параметричний синтез нестаціонарної системи автоматичного керування курсовою стійкістю автомобіля

Eugene Aleksandrov, Tetiana Aleksandrova, Iryna Kostianyk, Yaroslav Morgun

Анотація


Метод «заморожених коефіцієнтів», що широко використовується в практиці аналізу і синтезу систем автоматичного керування нестаціонарних динамічних систем, не має строгого теоретичного обґрунтування і не завжди приводить до бажаних результатів. Основними вимогами, що пред'являються до системи автоматичного керування курсовою стійкістю автомобіля, є стійкість і висока точність процесу стабілізації. Кількісно ці вимоги оцінюються значенням математичного очікування адитивного функціоналу якості, підінтегральна функція якого – квадратична форма «головних координат» математичної моделі, яка описує випадковий процес стабілізації курсового відхилення корпусу автомобіля від заданого напрямку руху та бічного зсуву центру мас корпусу від заданої траєкторії в процесі гальмування. У зв'язку з цим для вирішення задачі параметричного синтезу нестаціонарної системи автоматичного керування курсовою стійкістю автомобіля розглядається алгоритмічний метод вибору варійованих параметрів регуляторів нестаціонарних об'єктів, заснований на прямому обчисленні математичного очікування адитивного інтегрального квадратичного функціоналу, що обчислюється на рішеннях математичної моделі замкненої системи автоматичного керування з подальшим вибором вагових коефіцієнтів адитивного функціоналу та його оптимізацією з використанням програмних продуктів Optimization Toolbox і Minimize програмних пакетів MATLAB та MATHCAD відповідно. Оптимальне рішення задачі параметричного синтезу відшукується на множині допустимих векторів варійованих констант алгоритму керування, що представляє собою перетин областей стійкості замкнутої системи в кожному з каналів керування. Алгоритмічний метод параметричного синтезу, що використовується в статті, підвищує точність рішення задачі, так як вільний від недоліків, які притаманні методу «заморожених коефіцієнтів».

Ключові слова


нестаціонарна динамічна система; адитивний функціонал якості; варійовані параметри регулятора; вагові коефіцієнти адитивного функціоналу; динамічна точність системи курсової стійкості автомобіля

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Alexsandrov, Ye., Aleksandrova, T. and Morhun, Ya. (2019), Parametric synthesis of the electronic control unit of the course stability system of the car, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, No. 6(102), pр. 39–45.

Aleksandrova, I.Ye., Aleksandrova, T.Ye. and Lazarenko, A.A. (2014), “Tsifrovyie filtryi v sistemah avtomobilnoy avtomatiki” [Digital filters in automotive automation systems], Vestnik Moskovskogo avtomobilno–dorozhnogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, No. 1(37), pp. 25–28 (in Russian)

Aleksandrova, I.Ye., Aleksandrova, T.Ye. and Klets, D.M. (2013), “Ispolzovanie parametrov Rodriga-Gamiltona v sistemah avtomaticheskogo upravleniya tormozheniem avtomobilya” [Using Rodrigue-Hamilton parameters in systems of automatic control of car braking], Vestnik Moskovskogo avtomobilno–dorozhnogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, No. 2(34), pp. 22–27 (in Russian).

Aleksandrova, T.Ye., Kononenko, V.A. and Lazarenko, A.A. (2011), “Sravnitelnyiy analiz PD-stabilizatorov podvizhnyih ob'ektov s nizkochastotnyimi filtrami Batterworta i Lantsosha” [Comparative analysis of PD-stabilizers for moving objects with low-frequency Butterworth and Lanczos filters], Radioelektronika. Informatyka. Upravlinnia, No. 2, pp. 148–152 (in Russian).

Aleksandrov, Ye.Ye., Aleksandrova, T.Ye. and Ovcharenko, Yu.Ye. (2019), Pidvyshchennia tekhnichnykh ta erhonomichnykh kharakterystyk obiektiv viiskovoho pryznachennia [Improvement of technical and ergonomic characteristics of military objects], KhNADU, Kharkiv, 175 p. (in Ukrainian).

Aleksandrov, Ye.Ye. and Aleksandrova, T.Ye. (2015), “Parametric Synthesis of Digital Stabilization System of Tank Gun”, Journal of Automation and Information Sciences, No. 41 (11), pp. 1–17.

Aleksandrov, Ye.Ye. and Aleksandrova, T.Ye. (2017), “The Method of

Main Coordinate in the Theory of Parametric Synthesis of the Linear Stabilized Systems”, Journal of Automation and Information Sciences, No. 49 (3), pp. 34–45.

Aleksandrov, Ye.Ye., Kozlov, Ye.P. and Kuznyeczov, B.I (2002), Avtomatychne keruvannya ruhomymy obyektamy i tehnologichnymy procesamy. Tom 1. Teoriia avtomatychnoho keruvannia [Automatic control of moving objects and technological processes. Volume 1. Automatic control theory], NTU «KhPI», Kharkiv, 490 p. (in Ukrainian).

Aleksandrov, Ye.Ye., Aleksandrova, T.Ye. and Severin, V.P. (2019), Osnovyi sovremennoy teorii upravleniya [Fundamentals of modern control theory], KhNADU, Kharkiv, 324 p. (in Russian).

Himmelblau, D. (1975), Prikladnoe nelineynoe programmirovanie [Applied Nonlinear Programming], Mir, Moscow, 534 p. (in Russian).

Aleksandrov, Ye.Ye. and Aleksandrova, T.Ye. (2014), Matematicheskoe modelirovanie, sistemnyiy analiz i sintez dinamicheskih system [Mathematical modeling, systems analysis and synthesis of dynamic systems], NTU «KhPI», Kharkiv, 200 p. (in Russian).

Vasilev, S.K., Zaharov, V.N. and Prohorov, Yu.F. (1979), Kibernetika v sistemah voennogo naznacheniya [Cybernetics in military systems], Voenizdat, Moscow, 263 p. (in Russian).

Tu, Yu. (1964), Tsifrovyie i impulsnyie sistemyi avtomaticheskogo upravleniya [Digital and pulse automatic control systems], Mashinostroenie, Moscow, 703 p. (in Russian).

Alesandrov, Ye. Ye. (2010). Osnovyi avtomobilnoy avtomatiki [Automotive Fundamentals], KhNADU, Kharkiv, 172 p. (in Russian).

Turenko, A.N., Lebedev, A.T. and Volontsevych, D.O. (2001), Dinamika transportno-tyagovyih kolesnyih i gusenichnyih mashin [The dynamics of transport and traction wheeled and tracked vehicles], KhNADU, Kharkiv, 642 p. (in Russian).

Venttsel, E.S. (1964), Teoriya veroyatnostey [Probability theory], Nauka, Moscow, 576 p. (in Russian).




Copyright (c) 2020 Eugene Aleksandrov, Tetiana Aleksandrova, Iryna Kostianyk, Yaroslav Morgun