Технические науки/11. Робототехника

 

Герасимова Ю.В.

Северо-Казахстанский государственный университет им. М.Козыбаева,

Республика Казахстан

Идентификация параметров подводного

робота  в среде MatLab

 

Проблема оптимизации управления подводными роботами (ПР) непосредственно связана с проблемой параметрической идентификацией. Это объясняется нестационарностью и широким диапазоном изменения гидродинамических параметров ПР в процессе управления [1].

Целесообразно для идентификации гидродинамических параметров ПР использовать пакет Simulink системы Matlab [2].

Предлагается следующее решение задачи параметрической идентификации на примере идентификации массы подводного робота M, с учетом присоединенных масс и гидродинамического сопротивления c, которая в общем случае сводится к определению постоянных времени  T1 =М и T2 = с в уравнении (1)

.                                            (1)

Идентификация осуществляется с помощью подстраиваемой модели и алгоритма идентификации, основанного на способе поиска экстремума с помощью метода градиента [3]. Общая форма организации движения к экстремуму по градиентным методам сводится к такому изменению вектора варьируемых параметров A, при котором его скорость изменения связана с градиентом J соотношением

dA/dt = – BgradJ(ε),                                                 (2)

 

где  J(ε) – минимизируемый функционал ошибки ε,  B = [k1 k2] – некоторая квадратная матрица, A = [T1 T2]T, gradJ(ε) = [∂J/∂T1 ∂J/∂T2]T. При использовании достаточно простого функционала в виде половины квадрата ошибки  J = ε2(t)/2 компоненты градиента определяются по обычному правилу дифференцирования сложной функции

.                                      (3)

        На рис. 1 представлена Simulink-модель системы идентификации параметров ПР.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        На рис. 5 и 6 представлены результаты идентификации постоянных времени  T1 = 2000 и T2 = 47.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Визуальный анализ результатов моделирования свидетельствует о достаточно хорошей точности идентификации гидродинамических параметров ПР как объекта управления.

 

Литература:

      1. Автономные необитаемые подводные аппараты. / Под общ. ред. М.Д.Агеева. – Владивосток: Дальнаука, 2000. – 272с.

      2. Дьяконов В.П.  Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения.– М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 800 с.

      3. Чураков Е.П. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.