Рассмотрена задача синтеза алгоритма управления ориентацией большой космической конструкции (БКК) при наличии инфранизких (менее 0,01гц) частот упругих колебаний, существенно влияющих на качество переходных процессов вследствие близости собственных частот БКК к частоте управления «жестким» движением объекта. Приведена методика синтеза модифицированного PD-алгоритма ориентации БКК с инфранизкими частотами упругих колебаний конструкции. Предложены способы вычисления коэффициентов дополнительных компонент модифицированного алгоритма и определения границы области собственных частот БКК, правее которой система ориентации обладает свойствами робастности по отношению к девиации частот объекта или неточности их задания. Приведен ряд примеров математического моделирования процессов управления ориентацией БКК с использованием предложенного алгоритма.

В книге представлены теоретические основы каскадного синтеза наблюдателей состояния, заключающиеся в представлении исходной динамической модели объекта управления в блочно-наблюдаемой форме и использовании методов синтеза систем с глубокими обратными связями и разрывными управлениями, функционирующими в скользящем режиме. Методология и алгоритмы каскадного синтеза наблюдателей состояния разработаны применительно к многомерным непрерывным линейным и нелинейным системам общего вида, функционирующим в условиях параметрической неопределенности и при действии внешних неконтролируемых возмущений. Особенностями предлагаемого каскадного подхода являются: декомпозиция многомерной задачи синтеза корректирующих воздействий наблюдателя на независимо решаемые элементарные подзадачи меньшей размерности существенное упрощение алгоритмического обеспечения и экономия вычислительных ресурсов расширение класса наблюдаемых систем за счет обеспечения инвариантности к параметрическим неопределенностям и внешним возмущениям. В качестве приложений рассмотрены задачи управления при неполных измерениях электроприводами различных типов, роботами- манипуляторами, системой топливоподачей двигателей внутреннего сгорания. Книга предназначена для научных работников, аспирантов, инженеров и преподавателей, специализирующихся в области теории и практики теории управления.

Приводится вывод уравнений углового движения большой космической конструкции, собираемой из отдельных строительных элементов непосредственно на орбите. Учитывается дискретный характер изменения механической структуры и наличие существенной нежесткости конструкции, обусловленной упругостью шарнирных связей соединяемых элементов каркаса. Предлагается методика компьютерного анализа процесса изменения динамических свойств собираемой конструкции как объекта управления, модель которого имеет переменные коэффициенты и ярко выраженные свойства упругой многочастотной колебательной системы. Формируется последовательность изменяющихся стратегий управления движением таких объектов, решающая проблему устойчивого по отношению к упругим колебаниям и высокоточного управления на всех этапах сборки. Приводятся структурные схемы систем ориентации развивающейся конструкции, реализующие принятые стратегии управления на соответствующих этапах сборки. Анализируются результаты моделирования, подтверждающие работоспособность предложенных алгоритмов управления.

Проведено исследование особенностей динамики КМР, приводы манипулятора которого снабжены устройствами механического торможения, срабатывающими при сигнале минимального уровня на входе привода того или иного звена. Показано, что предложенный в работе алгоритм "с механическим торможением" приводит к "омертвлению" соответствующего сустава, т.е. к состоянию, в котором отсутствует потребление энергии на удержание установленного значения межзвенного угла. Это является причиной повышения экономичности манипулятора по сравнению с известным алгоритмом управления "по ускорениям". Приведены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие работоспособность и высокое качество функционирования КМР в режиме управляемой реконфигурации манипулятора.

Рассматривается обобщение алгоритма адаптации, предложенного в [1] для случая, когда в упругих колебаниях, возникающих в конструкции космического аппарата при дискретном управлении, существенное влияние имеют две моды колебаний. Проводится анализ чув-ствительности отдельных мод упругих колебаний к параметру адаптации – периоду дискретности системы управления . Дополнительно к алгоритму, полученному в [1], синтезируются соотношения по другим лингвистическим переменным и управляющая структура, осуществ-ляющая выбор рабочих областей адаптируемого параметра и его переход из одной области в другую с целью обеспечения последовательного затухания обоих существенных мод упругих колебаний. Приводятся результаты моделирования деформируемого космического аппарата (ДКА) с адаптивной дискретной системой управления.