Linear quadratic control with feedback-linearized models
[ 1 ] Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
PL Sterowanie liniowo kwadratowe z modelem otrzymanym z linearyzacji przez sprzężenie zwrotne
2015
artykuł naukowy
angielski
- linear quadratic control
- feedback linearization
EN The paper considers two questions. Firstly, to adjudicate whether the feedback linearization is actually better for control than the plain Jacobian linearization. This issue is settled by using linear quadratic control strategy for above-mentioned linear models. The second question results from the efforts of joining feedback linearization and linear quadratic control: how should the weights of the cost function be calculated for the model obtained from feedback linearization, when the variables are not direct physical values? This paper shows a method of adjusting those weights, which is based on the weights of the quadratic cost functions for Jacobian-linearized model. The two questions are therefore interrelated because the method of adjusting weights gives us similar control strategies for the two different linear models. This is used for the comparison of the two linearization methods. The obtained results show that combining linear quadratic control with feedback linearization yields the performance index usually better, or at least not worse, than when combining it with Jacobian linearization. The former combination can be used successfully for many nonlinear systems.
PL W pracy rozważane są dwie kwestie. Pierwsza z nich dotyczy sprawdzenia, czy model otrzymany za pomocą linearyzacji przez sprzężenie zwrotne będzie lepiej sprawdzał się w warunkach regulacji niż model otrzymany za pomocą przybliżonej linearyzacji w punkcie pracy. Druga kwestia wynika z próby połączenia modelu otrzymanego przez linearyzację przez sprzężenie zwrotne ze sterowaniem liniowo kwadratowym: jak powinny być dobierane wagi w funkcji kosztu w tym przypadku, kiedy zmienne w tej funkcji nie są bezpośrednio wielkościami fizycznymi? W artykule pokazano metodę pozwalającą na dobór wspomnianych wag z użyciem funkcji kosztu wybranej dla modelu uzyskanego z linearyzacji w punkcie. Powyższe kwestie wiążą się ze sobą, ponieważ taki dobór wag pozwala uzyskać podobną strategię sterowania przy różnych modelach liniowych, co pozwala porównać wykorzystanie tych dwóch modeli w algorytmie sterowania. Otrzymane wyniki pokazują, że połączenie metody linearyzacji przez sprzężenie zwrotne z regulatorem liniowo kwadratowym pozwala uzyskać w większości przypadków lepszy wskaźnik jakości niż przy wykorzystaniu modelu liniowego otrzymanego na podstawie przybliżonej linearyzacji w punkcie. Pierwsze z podejść może być z powodzeniem stosowane dla wielu nieliniowych obiektów.
37 - 49
5