Optimization approach to the design of nonlinear control system controllers

Оптимизационный подход применяется к синтезу и оптимизации нелинейной системы оптимального управления с обратной связью в реальном времени для маглев платформы на магнитной подвеске. Для оптимизации нелинейного закона управления минимизируется интегральный функционал, который оценивает качество динамики не одной траектории, а ансамбля нелинейных траекторий системы и охватывает всю область инженерного зазора между платформой и направляющими рельсами. В этой области магнитные силы обеспечивают сильно нелинейные эффекты из-за рассмотренных конструктивных особенностей объекта, что делает задачу нелинейной задачей управления с несколькими входами и несколькими выходами. Компоненты вектора закона управления с обратной связью имеют полиномиальную форму от переменных пространства состояний. Для изучаемого объекта управления построен класс Парето-оптимальных полиномиальных регуляторов в результате вычислительной оптимизации траекторий ансамблей. В представленном множестве каждая Парето-оптимальная точка соответствует конкретному контроллеру и исследуемому функционалу, оценивающему весь ансамбль возмущенных траекторий. Это позволяет инженеру-исследователю выбирать различные нелинейные регуляторы и добиваться компромисса между точностью и энергетическими затратами.