Оптимізація електроприводів постійного струму з підвищеним порядком астатизму методами математичного програмування - Автореферат

Її рішення неможливе без подальшого підвищення всіх показників якості керування складними електромеханічними системи (ЕМС) виробничих механізмів і їх підтримки на необхідному рівні, що неодноразово (1992-1999 рр.) відзначалося на науково-технічній конференції “Проблеми автоматизованого електроприводу. Значні досягнення минулих десятиліть в елементній базі, у структурному удосконалюванні систем і синтезі оптимальних регуляторів суттєво підвищили загальний рівень якості керування електроприводами (ЕП). Обєднання цих напрямків з вибором найбільш досконалих структур із підвищеним порядком астатизму та їх параметричною оптимізацією по високоефективних мінімаксних критеріях забезпечують додаткове підвищення всіх показників якості керування системами ЕП постійного струму (ПС), а тому є актуальним. Задачі дослідження відповідно до мети роботи охоплюють наступні аспекти проблеми: 1-розробка з використанням математичних моделей комбінованих СПР швидкості з СС, що мають підвищений порядок астатизму, методик мінімаксної оптимізації параметрів їхніх ПІ корегуючих пристроїв на максимальний запас стійкості і знижену параметричну чутливість; Вперше, базуючись на визначенні лінії максимального запасу стійкості в просторі параметрів ПІ-корегуючих пристроїв СПР швидкості ЕП ПС із СС, поставлена і вирішена задача оптимизації на максимум добротності і знижену параметричну чутливість при заданому запасі стійкості.У першому розділі на основі огляду літературних джерел подано аналіз сучасного стану проблеми підвищення якості керування системами ЕП ПС із підвищеним порядком астатизму, обрані сім удосконалених СПР і поставлені задачі дослідження. Внаслідок дії ітераційного алгоритму для випадку функціонування каналу традиційної частини системи разом з каналом спостерігача синтезована система здобуває астатизм третього порядку по збуренню, завдяки чому в ній відсутня похибка третій похідній при дії навантаження Мс. У дисертації з метою підвищення порядку астатизму і по керуванню на вхід регулятора струму в обхід регулятора швидкості введено компенсуючий звязок по першій похідній від сигналу завдання швидкості Uзс у формі реальної диференціюючої ланки Ку p/ (Tm p 1) (рис. Аналітичне визначення її коефіцієнта передачі Ку в такій складній системі є досить важким, і тому були використані чисельні методи математичного програмування зі зведенням рішення до задачі мінімізації усталеної похибки на персональному компютері за методикою [7]: , (1) де e2 (Ку, тк) - квадрат усталеної похибки при степеневому керуючому сигналі з показником ступеня, рівним вихідному порядку астатизму; Дослідження результатів оптимізації при збуренні від навантаження ЕП здійснено подачею на блок 24 типового сигналу Mc=Kqtq1 (t) (блоки 27-29) при QO[0: 3] і шляхом аналізу похибки керування на виході блоків 4, 64, 65, 66 і 68.Розроблено математичні моделі семи комбінованих СПР швидкості ЕП постійного струму з П-, ПІ-і ПІ2-регуляторами, замкнуті через СС, а також методики їхньої параметричної оптимізації за критеріями мінімуму модульної і квадратичної інтегральних оцінок похибки за допомогою персонального компютера з використанням системи автоматизованого моделювання і параметричної оптимізації СИАМ. Розроблено методики оптимізації на ПЕОМ параметрів диференціюючого звязку досліджуваних комбінованих систем на мінімум усталеної похибки при керуючому впливі у вигляді степеневої функції з показником, рівним вихідному порядку астатизму. Розроблено методики мінімаксної оптимізації параметрів регуляторів досліджуваних систем у часовій області шляхом мінімізації перерегулювання з повним перебором розрахункових величин перехідної характеристики на персональному компютері за допомогою системи автоматизованого моделювання і параметричної оптимізації СИАМ. Виявлено неприйнятну якість керування СПР із ПІ-РШ і СС при розгоні під відсічення струму до номінальної швидкості з обмеженням завдання на підпорядкований контур струму нелінійною ланкою насичення, а також існування нестійкого граничного циклу в СПР із ПІ2-РШ і СС із нелінійною ланкою обмеження завдання на підпорядкований контур струму типу насичення і виникнення розбіжних коливань при стрибках завдання швидкості, значно менших від номінального значення.

Основний зміст роботи