Методи підвищення швидкодії і точності системи позиціонування двигуна постійного струму. Огляд інтелектуальних алгоритмів керування реверсивним перетворювачем, що базуються на штучних нейронних мережах, а також їх реалізації у вигляді вбудованих систем.
Аннотация к работе
Реверсивний перетворювач дозволяє змінювати напрям струмів в обмотках двигуна, тим самим забезпечуючи більш високу динаміку електроприводу і можливість зміни напряму руху, що робить даний перетворювач незамінним елементом позиційного електроприводу. Відносно перетворювача позиційного електроприводу жорсткість вимог полягає у підвищенні точності відтворення заданої форми напруги, що прикладається до обмоток двигуна, збільшенні швидкодії, поліпшенні якості перехідних процесів, збільшенні ККД, а також у покращенні масогабаритних показників і зменшенні вартості. З огляду на роль, яку відіграє реверсивний перетворювач в системі керування позиційним електроприводом, актуальною науково-технічною задачею є розробка і впровадження високоефективних алгоритмів керування перетворювачем задля підвищення основних техніко-економічних характеристик електроприводу, - таких, як швидкодія і точність позиціонування. Метою дисертації є підвищення швидкодії і точності системи позиціонування двигуна постійного струму за рахунок застосування інтелектуальних алгоритмів керування реверсивним перетворювачем, що базуються на штучних нейронних мережах, а також їх реалізації у вигляді вбудованих систем. Предметом дослідження є алгоритми керування реверсивним перетворювачем, що базуються на застосуванні штучних нейронних мереж, покликані підвищити якість перехідних процесів в позиційному електроприводі постійного струму.Серед регуляторів, що застосовують для керування різними промисловими обєктами, у тому числі й реверсивними перетворювачами, широке поширення отримав пропорційно-інтегрально-диференціний (ПІД) алгоритм керування. Якщо взяти за вихідну змінну кут повороту ротора, ДПС у просторі станів можна описати моделлю, зображеною на рис. Дані алгоритми, хоч і дозволяють усунути чутливість системи керування до змін параметрів обєкта, однак мають високу обчислювальну складність, що заважає їх реалізації засобами вбудованих систем. 4, де 1 - тестова напруга, яку прикладають до обмоток двигуна, 2 - кутова швидкість обертання ротора двигуна, 3 - реакція обєкта керування з параметрами, отриманими в результаті ідентифікації, на тестовий вплив. У порівнянні з частотним методом регресійний метод не потребує спеціальної форми вхідного впливу і має меншу обчислювальну складність, що дозволяє зробити висновок про доцільність застосування регресійного методу при розробці вбудованих систем керування реверсивним перетворювачем електроприводу постійного струму, як на стадії розробки для визначення невідомих параметрів обєкта керування, так і в процесі функціонування системи як складової частини алгоритму самоналаштування або адаптації.Комплекс проведених в рамках дисертаційної роботи досліджень дозволив вирішити актуальну науково-технічну проблему розробки високоефективного алгоритму керування перетворювачем для системи електроприводу. При цьому: На основі аналізу інтелектуальних методів сучасної теорії автоматичного керування, до яких належать штучні нейронні мережі, встановлено, що їх застосування при проектуванні систем керування, самостійне або в комплексі з класичними методами, дозволяє підвищити якість процесу регулювання, в тому числі - в системах зі змінними параметрами. Порівняльний аналіз частотних і регресійних методів ідентифікації дозволяє зробити висновок про доцільність застосування регресійних методів при розробці вбудованих систем керування реверсивним перетворювачем електроприводу постійного струму, як на стадії розробки для визначення невідомих параметрів обєкта керування, так і в процесі функціонування системи в якості складової частини алгоритму самоналаштування або адаптації. При навчанні нейроконтролера вперше запропоновано як еталонний використовувати розрахований за методом змінного коефіцієнта підсилення цифровий регулятор, що дозволяє здійснити перехідний процес за кінцевий час і без перерегулювання.