Синтез електромеханічних систем постійного струму підвищеної точності зі спостерігачами стану - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Синтез електромеханічних систем постійного струму підвищеної точності з спостерігачами стануПри цьому однією з важливих проблем автоматичного керування є створення таких систем, які б забезпечували високу точність роботи в умовах значних статичних навантажень і інтенсивних дій за збуренням, а також високу швидкодію при заданій якості перехідних процесів (ПП). Метою роботи є створення автоматизованих електромеханічних систем із структурою підлеглого регулювання, що забезпечують при заданій якості динамічних режимів, які протікають в умовах дії на електропривод основного збурення, підвищену точність і швидкодію, за рахунок використання в них спостерігачів стану (СС). Теорія електроприводу, теорія автоматичного керування використовувались для розрахунку СПР та їх аналізу; метод простору стану застосовувався для синтезу СС; математичний апарат лінійної алгебри для роботи з матрицями; топологічний метод аналізу для знаходження передатних функцій; інтегральне та диференціальне числення для розрахунку перехідних функцій. Уперше запропоновано спосіб підвищення точності роботи СПР швидкості й положення без утрати ними швидкодії за рахунок збільшення порядку астатизму за збурюючою дією, що досягається введенням у системі зворотних звязків по струму двигуна і його швидкості від СС повного порядку. Для електроприводів із П-РШ і П-РЕ синтезовані скорочені спостерігачі і доведено, що їхнє використання в складі системи сприяє значному зменшенню статичних похибок, а при знайдених значеннях середнє геометричного кореня спостерігача приводить до параметричного астатизму за збурюючою дією.Однак реалізація робастних алгоритмів керування вимагає великої кількості датчиків, тим самим ускладнюючи систему, і що змушує шукати більш прийнятні для практичного впровадження способи і методи їхнього керування. В другому розділі для ЕП ТП-Д і ТП-Г-Д з П-, ПІ-, ПІ2-РШ, а також з П-РЕ СПР швидкості виконано синтез СС повного порядку [1, 6-9, 14, 16]. Приведено розроблені структурні схеми СПР швидкості, замкнуті через СС повного порядку, що володіють збільшеним на одиницю астатизмом за збурюючою дією. Однак СС повного порядку мають складну структуру і високі коефіцієнти коригувального зворотного звязку, що значно збільшуються при рості порядку системи і практично не можуть бути реалізовані. На рис.2 приведена структурна схема узагальненого CCN-j=CCM повного порядку n із нецілком керованими полюсами j, використання якого в СПР, шляхом формування зворотних звязків струму і швидкості двигуна по відновленим у ньому значенням, як показано на рис.1, приводить до збільшення на одиницю астатизму за збурюючою дією.Уперше запропоновано спосіб збільшення точності роботи без утрати швидкодії ЕП постійного струму ТП-Д і ТП-Г-Д зі СПР швидкості і положення, що мають будь-яку ускладнену структуру і будь-який тип регуляторів, за рахунок використання в ланцюзі зворотного звязку СС. Це приводить до збільшення точності їхньої роботи за рахунок ліквідації різних складових похибок, а також сприяє зменшенню від двох до трьох разів динамічних похибок і часу відновлення швидкості після ударного прикладання навантаження. Доведено, що використання скороченого СС, для формування зворотних звязків по струму і швидкості двигуна, у СПР швидкості і положення при П-РШ і П-РЕ приводить до зменшення в кілька десятків разів (24 рази) статичної й у 2 рази динамічної похибки. Установлено, що введення до складу СПР швидкості і положення з ПІ-і ПІ2-РШ скороченого спостерігача другого порядку робить систему статичної за збурюючою дією. Розроблено методику синтезу СС повного порядку з нецілком керованими полюсами, що володіє спрощеною структурою і невеликими коефіцієнтами коригувального зворотного звязку, придатного для роботи в складі ЕП постійного струму, структура яких має будь-як ускладнену конфігурацію в рамках СПР.

Основний зміст роботи