Synthesis of near-optimal closed-loop control of the electric DC drive system with disturbance and constraints

• Autorzy: Pełczewski, P. , Pełczewski, J.

Warianty tytułu

PL

Synteza bliskiego optymalnemu sterowania w systemie zamkniętym dla napędu elektrycznego prądu stałego z zakłóceniem i ograniczeniami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with synthesis of the quadratic near-optimal closed-loop control of electric DC drive system with inequality constraints imposed on the control signal and on state-vector's components. The system is subject to the known deterministic disturbance (the external torque on motor's shaft). For such drive system the near-optimal, open-loop control was by application of Legendre polynomials method. On the basis of that the synthesis procedure of near-optimal, closed-loop, control system was presented. The application of such procedure was demonstrated by numerical example.

PL

W pracy przedstawiono sposób syntezy zamkniętego układu sterowania bliskiego optymalnemu z kwadratowym wskaźnikiem jakości dla napędu elektrycznego prądu stałego z ograniczeniami nierównościowymi nałożonymi na sygnał sterujący i na składowe wektora stanu. Na układ działa znane zdeterminowane zakłócenie (moment zewnętrzny na wale silnika). Przy zastosowaniu metody wielomianów Legendre'a wyznaczono sterowanie bliskie optymalnemu realizowane w systemie otwartym. Na podstawie tych wyników podano sposób syntezy bliskiego optymalnemu układu sterowania w systemie zamkniętym.

Słowa kluczowe

PL

wielomiany Legendre'a; napęd elektryczny prądu stałego; zakłócenia; sterowanie optymalne

EN

Legendre polynomials; electric DC drive; linear quadratic closed-loop optimal control problem; disturbance; constraints

• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr 1
• Strony: 3-16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Pełczewski, P.

autor

Pełczewski, J.

• Institute of Control and Industrial Electronics, Warsaw University of Technology,

Bibliografia

• 1. Athans M., Falb P.L.: Optimal Control. Mc Graw Hill, New York, 1966.
• 2. Chang R.Y., Wang H.L.: Legendre polynomials approximation to dynamic linear state equation with initial or boundary value condition. Int. Journal of Control, 40, 1984, pp. 215-232.
• 3. Chang R.Y., Wang H.L.: Shifted Legendre direct method for variational problems. JOTA, 39, 1983, pp. 299-307.
• 4. Paraskevopoulos P.N.: Legendre series approach to identification and analysis of linear systems. IEEE Transactions Autom. Control AC-30, 1985, pp. 585-589.
• 5. Pełczewski J.: Application of Legendre polynomials method for some optimal control problems. Demonstratio Mathematica, XXIII, 1990, pp. 567-576.
• 6. Pełczewski J.: Approximate solution of the linear quadratic optimal control problem with inequality constraints. Optimization, 32, 1995, pp. 159-173.
• 7. Pełczewski J.: Optimization algorithm based on Legendre polynomials method for the linear quadratic optimal control problem with disturbances. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Tech. Sci., 40, 1992, pp. 377-385.
• 8. Pełczewski J.: Synthesis of the quadratic near-optimal closed-loop control of a linear system with disturbances. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Tech. Sci., 50, 2002, pp. 153-159.
• 9. Pełczewski J., Pełczewski P.: Application of Legendre polynomials method in optimal control of electric DC drive systems. Archives of Electrical Engineering, LI, 2002, pp. 269-280.
• 10. Pełczewski W., Krynke M.: Metoda zmiennych stanu w analizie dynamiki układów napędowych (State variables method in analysis of drive systems dynamics - in Polish). WNT, Warszawa, 1984.
• 11. Shih D.H., Kung F.C.: Optimal control of deterministic systems via shifted Legendre polynomials. IEEE Transactions Autom. Control, AC-31, 1986, pp. 451-454.
• 12. Szego G.: Orthogonal polynomials, American Math. Society, New York, 1975.
• 13. Tunia H., Kaźmierkowski M.P.: Podstawy automatyki napędu elektrycznego (Automatic control of electric drive systems - in Polish). PWN, Warszawa, 1978.
• 14. Wang M.L., Chang R.Y.: Solution of linear dynamic system with initial or boundary value condition via shifted Legendre approximations. Int. Journal of Systems Science, 14, 1983, pp. 343-353.