Синтез систем двозонного оптимального релейного управління електроприводом постійного струму - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук СИНТЕЗ СИСТЕМ ДВОЗОННОГО ОПТИМАЛЬНОГО РЕЛЕЙНОГО УПРАВЛІННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТІЙНОГО СТРУМУРобота виконана в Донбаському гірничо-металургійному інституті Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник : доктор технічних наук, професор Зеленов Анатолій Борисович, Донбаський гірничо-металургійний інститут, професор кафедри "Автоматизовані електромеханічні системи" Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Садовой Олександр Валентинович, Дніпродзержинський державний технічний університет, завідувач кафедри "Електрообладнання промислових підприємств" кандидат технічних наук, доцент Толочко Ольга іванівна, Донецький державний технічний університет, доцент кафедри Захист відбудеться "19 "квітня 2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К11.052.02 Донецького державного технічного університету (83000, м.Д онецьк, вул.Підвищення технічного рівня технологічного устаткування, повязаного з переміщенням і механічною обробкою робочого матеріалу, може бути реалізоване насамперед через удосконалення і підвищення функціональних можливостей електропривода (ЕП) як складової частини технологічного комплексу. Ці вимоги повинні реалізовуватися в умовах змінності статичного навантаження на валу двигуна, приведеного моменту інерції, жорсткості елементів кінематичного ланцюга (муфти, шарніри), при дії температурного та часового дрейфів електричних параметрів елементів електропривода. Як видно, створення систем управління для таких електроприводів викликає необхідність рішення складної задачі синтезу, що, з одного боку, забезпечував би одержання заданих динамічних і статичних властивостей синтезованої системи управління, а з іншої, підтримання їх в умовах дії різних збурень. Рішення таких задач, тобто забезпечення низької чутливості до параметричних і координатних збурень, а також підвищення динамічної і статичної точності, може бути знайдене в класі систем управління, стійких при необмеженому збільшенні коефіцієнта підсилення і реалізованих релейними регуляторами, що працюють у ковзному режимі. Практичне значення одержаних результатів полягає в наступному: - отримана залежність між частотою ковзного режиму релейного регулятора самого внутрішнього контуру, сталою часу фільтра на вході ТП з фазовим управлінням і припустимою асиметрією його керуючих імпульсів дозволяє максимально використати швидкодію тиристорного перетворювача при збереженні потрібної якості його роботи у відношенні асиметрії по фазах;У першому розділі зроблено аналітичний огляд стану систем ЕП постійного струму з оптимальним управлінням при виборі різних критеріїв оптимальності і наявності обмежень, що накладаються на систему, а саме, гранично припустимих значень: струму якоря за умовами комутації, перегріву ізоляції обмоток, максимальної швидкості обертання якоря двигуна і його прискорення, похідної якірного струму й ін. Показано, що для одночасного забезпечення високої точності відпрацьовування завдання і низької чутливості до параметричних і координатних збурень найбільш перспективним є використання класу систем, стійких при необмеженому збільшенні коефіцієнта підсилення. В електроприводі з релейною системою управління і ковзним режимом (варто підкреслити, що ковзний режим при цьому є робочим режимом) стає можливим усунення впливу на динамічні властивості обєкта управління зовнішніх збурень, параметрів самого обєкта, що міняються у часі, а також впливу деяких типів нелінійностей. U - управляюча дія у відносних одиницях; n - порядок системи диференційних рівнянь, що описують силову частину обєкта управління, то задача синтезу оптимальних управлінь обєктом полягає в наступному: для системи (1) серед усіх припустимих керувань необхідно знайти таку оптимальну управляючу функцію U(h1,..., hn), щоб відповідні траєкторії системи, що виходять з будь-якої початкової точки h1(0),..., hn(0), прагнули б при t ® ? до початку координат, а функціонал якості (критерій оптимальності) Оптимальне управління знаходиться в такому вигляді: ,(3) де S, V - функції відповідно Беллмана і Ляпунова, , , (4) коефіцієнти функції Ляпунова; D - мінор, що відноситься до першого елемента першого рядка визначника Барбашина, через який записується функція Ляпунова; Dka - алгебраїчне доповнення, що відноситься до відповідного елементу першого рядка визначника Барбашина.Кп, Кпз, Тп, Тпз - коефіцієнти підсилення і сталі часу ТП, що живлять якірне коло і коло збудження; еп, епз, е - ЕРС тиристорних перетворювачів, що живлять якірне коло, коло збудження та ЕРС двигуна Оскільки сучасний стан теорії оптимального управління на базі динамічного програмування Беллмана-Ляпунова не дозволяє синтезувати кілька оптимальних управлінь, що діють на обєкт по незалежних каналах, то пропонується проводити синтез кожного з них незалежно, вважаючи інше управління координатним збуренням, яким теорія дозволяє зневажати.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ