Improving of electromechanical stabilization systems accuracy

Abstract

Improving of accuracy parameters and reducing of sensitivity to changes of plant parameters for nonlinear robust tank main armament guidance and stabilization electromechanical systems based on synchronous motor with permanent magnets and vector control. The method of multiobjective synthesis of nonlinear robust control by nonlinear tank main armament stabilization electromechanical system taking into account the elastic oscillations of the tank gun barrel as a discrete-continuous plant and with parametric uncertainty based on the multiobjective optimization. The target vector of robust control choice by solving the corresponding multicriterion nonlinear programming problem in which the calculation of the vectors of the objective function and constraints is algorithmic and associated with synthesis of nonlinear robust controllers and modeling of the synthesized system for various modes of operation of the system, with different input signals and for various values of the plant parameters. Synthesis of nonlinear robust controllers and non-linear robust observers reduces to solving the system of Hamilton-Jacobi-Isaacs equations. The results of the synthesis of a nonlinear robust tank main armament guidance and stabilization electromechanical systems are presented. Comparison of the dynamic characteristics of the synthesized tank main armament stabilization electromechanical systems showed that the use of synthesized nonlinear robust controllers allowed to improve the accuracy parameters and reduce the sensitivity of the system to changes of plant parameters in comparison with the existing system. For the first time carried out the multiobjective synthesis of nonlinear robust tank main armament stabilization electromechanical systems. Practical recommendations are given onreasonable choice of the gain matrix for the nonlinear feedbacks of the regulator and the nonlinear observer of the tank main armament stabilization electromechanical systems, which allows improving the dynamic characteristics and reducing the sensitivity of the system to plant parameters changing in comparison with the existing system.

Повышение параметров точности и уменьшение чувствительности к изменениям параметров объекта управления нелинейной робастной электромеханической системы наведения и стабилизации танкового вооружения на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами и векторного управления. Метод многокритериального синтеза нелинейных робастных регуляторов для управления нелинейной электромеханической системой стабилизации танкового вооружения с учетом упругих колебаний ствола танковой пушки как дискретно-континуального объекта управления с параметрической неопределенностью основан на выборе вектора цели робастного управления путем решения соответствующей задачи многокритериального нелинейного программирования, в которой вычисление векторов целевой функции и ограничений носит алгоритмический характер и связано с синтезом нелинейных робастных регуляторов и моделированием синтезированной системы для различных режимов работы системы, при различных входных сигналах и для различных значений параметров объекта управления. Синтез нелинейных робастных регуляторов и нелинейных робастных наблюдателей сводится к решению системы уравнений Гамильтона-Якоби-Айзекса. Приводятся результаты синтеза нелинейной робастной электромеханической системы наведения и стабилизации танкового вооружения. Сравнение динамических характеристик синтезированной электромеханической системы наведения и стабилизации танкового вооружения показало, что применение синтезированных нелинейных робастных регуляторов позволяет повысить параметры точности и снизить чувствительность системы к изменению параметров объекта управления по сравнению с существующей системой. Впервые проведен многокритериальный синтез нелинейной робастной электромеханической системы наведения и стабилизации танкового вооружения. Приводятся практические рекомендации по обоснованному выбору матриц коэффициентов усиления нелинейных обратных связей регулятора и нелинейного наблюдателя электромеханической системы стабилизации танкового вооружения, что позволяет улучшить динамические характеристики и снизить чувствительность системы к изменению параметров объекта управления по сравнению с существующей системой.