Синтез робастної електромеханічної системи із розподіленими параметрами механічної частини об’єкту регулювання - Автореферат

Національний технічний університет «Харківський Політехнічний Інститиут» Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукПри керуванні такими протяжними обєктами необхідно враховувати власні механічні коливання, обумовлені пружними властивостями цих протяжних обєктів керування, а самі обєкти керування розглядати як електромеханічні системи із розподіленими параметрами механічної частини обєкту регулювання. Однією з центральних ідей сучасної теорії автоматичного керування є підхід, повязаний з керуванням за допомогою одного регулятора не однією системою з точно заданою моделлю, а цілим класом систем, параметри, а можливо і структура яких може зміняться в процесі функціонування. У звязку з цим розробка методики синтезу робастних систем керування електромеханічною системою із розподіленими параметрами механічної частини обєкту регулювання для роботи в усьому діапазоні зміни параметрів обєкту керування за допомогою одного центрального регулятора, розрахованого для одного набору параметрів, для підвищення точності керування є актуальною науковою задачею, та визначила напрям дисертаційного дослідження. Мета дисертаційної роботи полягає в підвищенні точності керування електромеханічною системою із розподіленими параметрами механічної частини обєкту регулювання з урахуванням пружних елементів і зміни параметрів моделей в ході її роботи. Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі завдання: - удосконалення математичних моделей електромеханічної системи із розподіленими параметрами механічної частини обєкту регулювання як обєктів робастних систем безперервного і цифрового керування з урахуванням пружних елементів і зміни параметрів моделей в ході їх експлуатації;Встановлено, що для керування електромеханічними системами із розподіленими параметрами механічної частини використовуються типові регулятори, що не дозволяє суттєво підвищити точність керування. Показано, що для керування системами, параметри яких змінюються у певних межах, розроблені методи робастного керування. Показана перспективність застосування робастних регуляторів порівняно із типовими регуляторами, які використовуються у існуючих системах, для підвищення точності і швидкодії системи керування електромеханічною системою із розподіленими параметрами механічної частини. Це рівняння описує вільний рух електромеханічної системи із розподіленими параметрами механічної частини обєкту регулювання, в якому є характеристикою електромеханічної системи як твердого тіла, а характеризує взаємний вплив рухів твердого тіла і коливань пружного стержня як механічної частини обєкту регулювання із розподіленими параметрами. Тоді із (1)-(2) отримані рівняння, що описують рух електромеханічної системи із розподіленими параметрами механічної частини обєкту регулювання під дією моменту двигуна , збурюючого моменту , а також розподіленого по довжині обєкту керування зовнішнього збурення , яке обумовлене вертикальними коливаннями обєкту керуванняУ вектор контрольованих параметрів у (16) включено кут і швидкість зміни кута відхилення напряму обєкту керування від заданого напряму , відхилення і швидкість відхилення осі обєкту керування від стану, що не деформується, вихідну напругу інтегратора і керування . У вектор зовнішніх збурень включено задане значення кутового положення обєкту керування , вхідний сигнал формуючого фільтру подовжньо-кутових переміщень корпусу обєкту , а також подовжньо-кутових коливань обєкту і, вхідний сигнал прискорення корпусу обєкту керування, що формує фільтри, відносно його вертикальної осі, прикладеного до розподілених мас обєкту і що викликає пружні коливання, перешкоди , виміри кутів кутових швидкостей відхилення напряму обєкту від заданого напрямку, а також перешкоди виміру вихідної напруги інтегратора . Як приклад на рис.2 показані перехідні процеси компонент вектору стану замкненої системи: а) кута відхилення між віссю обєкту і заданим напрямком і б) його похідній , в) значення функції у представленні функції , що характеризує відхилення точок осі обєкту від його стану, що не деформується, і г) моменту двигуна при відробітку системою заданого розузгодження =0,1 між напрямом обєкту і заданим напрямком. У вектор контрольованих параметрів входять кут і швидкість зміни кута відхилення напряму осі обєкту керування від заданого напрямку, відхилення і швидкість відхилення осі обєкту керування від недеформованого стану, вихідну напругу інтегратора і керування . У вектор зовнішніх збурень входять задане значення кутового положення , вхідний сигнал формуючого фільтру подовжньо-кутових переміщень корпусу обєкта керування, а також подовжньо-кутових коливань обєкту керування, вхідний сигнал прискорення корпусу обєкту, що формує фільтри, відносно його вертикальної осі, прикладеного до розподілених мас стовбура, що викликає пружні коливання, перешкоди , виміри кутів кутових швидкостей відхилення напряму обєкту керування від заданого напряму, а також перешкоди виміру вихідної напруги інтегратора .

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ