Синтез електромеханічних систем з квазінейрорегулятором при фрикційному навантаженні - Автореферат

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” УДК 681.5:62-83 дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі “Автоматизовані електромеханічні системи” Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України, м. Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Клепіков Володимир Борисович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, завідувач кафедри автоматизованих електромеханічних систем Захист відбудеться “18 ”жовтня 2007 р. о 1430 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.04 у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.Нейромережеві регулятори забезпечують пригнічення АКФ та необхідні динамічні показники регулювання, однак їх істотним недоліком є іноді достатньо складна архітектура нейронної мережі, складність навчальних алгоритмів, а також тривалий час навчання нейронної мережі. Робота виконувалась на кафедрі автоматизованих електромеханічних систем НТУ “ХПІ” згідно з планом науково-дослідницьких робіт МОН України за держбюджетними темами “Розробка й дослідження систем пригнічення фрикційних автоколивань і режимів буксування в електроприводах машин і механізмів” (№ДР 0100U001702), “Розвиток методів нейронних мереж, фаззі-логіки й генетичних алгоритмів для керування електротехнічними системами” (№ДР 0103U001510), “Синтез нелінійних електромеханічних систем на основі методів гібридних нейронних мереж” (№ДР 0106U001487), в яких здобувач була виконавцем протягом 2001-2006 р. Для ЕМС, поданої в узагальнених безрозмірних параметрах, із пружним кінематичним звязком та фрикційним навантаженням отримати аналітичні співвідношення для визначення параметрів жорстких ЗЗ по повному вектору станів та різних варіантів сполучень жорстких та гнучких ЗЗ по неповному вектору стану, що забезпечують усунення автоколивального режиму та задані показники якості регулювання при знаходженні точки статичної рівноваги на падаючий ділянці нелінійної характеристики навантаження. Синтезувати цифровий регулятор - квазінейрорегулятор на основі архітектури компютерного нейрону із скороченою кількістю ЗЗ, у тому числі з використанням лише одного ЗЗ по вихідній координаті ЕМС, що забезпечує задані показники якості регулювання, вагові коефіцієнти якого визначалися б за допомогою виведених аналітичних співвідношень. При вирішенні поставлених задач застосовувалися методи теорії електроприводу, теорії автоматичного керування (при створенні математичних моделей ЕМС та визначенні показників регулювання), апарат зворотних кінцевих різниць (при переході від гнучких ЗЗ до цифрових регуляторів), векторно-матричний апарат лінійної алгебри (для синтезу ЕМС із ЗЗ по вихідній координаті та її похідних на основі подання обєкта регулювання в канонічній формі фазової змінної), апарат дискретного Z-перетворення Лапласа (для отримання дискретної передавальної функції (ДПФ) обєкту регулювання та бажаної ДПФ), методи математичного моделювання (для розрахунку перехідних процесів у програмному пакеті MATLAB).У другому розділі наведено структурну схему двомасової ЕМС (рис.1) з пружним кінематичним звязком з ВВТ, яке характерно для системи із фрикційним навантаженням, МХ якого наведена на рис.2. Запропоновано алгоритм розрахунку коефіцієнтів ЗЗ по вихідній координаті і її похідних із ПФ шляхом перетворювання обєкта регулювання у канонічну форму фазової змінної (КФФЗ) (канонічну форму керованості) з матрицею системи A і матрицею вхідних впливів B яке здійснюється шляхом перетворення подоби, де Р - неособлива матриця розміру , n - порядок обєкту, ,. Дослідження двомасової ЕМС з фрикційним навантаженням із комбінованим нейро-фаззі-регулятором, складову частину якого - квазінейрорегулятор - синтезовано відповідно до структури, наведеної на рис.3.а, показало що нейро-фаззі-регулятор вирішує як задачу усунення АКФ при знаходженні робочої точки на падаючій ділянці МХ тертя, так і задачу усунення надмірного проковзування, що необхідно у випадку, якщо режим проковзування за умовами технологічного процесу є аномальним. Для структурної схеми ЕМС, наведеної на рис.6, шляхом заміни неперервних інтеграторів їх дискретним поданням за методами випереджальних та відстаючих прямокутників та методом трапецій, а також шляхом застосування дискретного Z-перетворювання Лапласа до безперервної ПФ обєкта регулювання було отримано чотири дискретних передавальних функції (ДПФ) обєкта регулювання, а також чотири бажаних ДПФ (відповідно до бажаного поліному) які представлені у вигляді відношення поліномів чисельника та знаменника: Для одномасової ЕМС було синтезовано квазінейрорегулятор, а також ще цілий ряд цифрових регуляторів (рис.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ