Оптимизация многомерных систем автоматического управления на основе модификации метода корневого годографа

• Автор: Прохорова, Ольга Витольдовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 338 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ИЭП - испытываемый электропривод ИСАУ - идеальная система автоматического управления ИХР - изотермический химический реактор
КГ - корневой годограф
МОУ - многомерный объект управления
МСАУ - многомерная система автоматического управления
МУУ - многомерное устройство управления
НИУ - нагрузочно-измерительное устройство
ОУ - объект управления
ОПФ - обобщенная передаточная функция
ПМ - передаточная матрица, матрица передаточных функций ПФ - передаточная функция
САР - система автоматического регулирования
СУ - система управления
САУ - система автоматического управления
УУ - устройство управления
п.п. - пакет программ
п. - пункт алгоритма
"MS0" - название пакета программ "Multivariable System
Optimization", в переводе - "Оптимизация многомерных систем"'
РГ - регулятор
ФПМ - функциональная передаточная матрица
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ МНОГОМЕРНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (МСАУ) НА ОСНОВЕ МОДИФИКАЦИИ МЕТОДА КОРНЕВОГО ГОДОГРАФА
1.1. Постановка задач синтеза и параметрической оптимизации МСАУ
1.2. Назначение идеальной МСАУ. Введение понятия корневого годографа
1.3. Определение параметров системы управления при априорном задании корневого годографа
1.4. Нахождение параметров системы управления при априорном задании полюсов и нулей
1.5. Метод нахождения функциональной зависимости коэффициентов передаточной функции от неизвестных параметров системы управления
1.6. Методика и алгоритм параметрической оптимизации МСАУ
1.7. Сравнение модифицированного метода корневого годографа с аналогичными подходами к проектированию САУ
1.8. Процедура выбора весовых коэффициентов
1.9. Выводы
2. СИНТЕЗ ПАРАМЕТРИЧЕСКИ ИНВАРИАНТНЫХ МСАУ
2.1. Постановка задачи синтеза
2.2. Расчет и анализ чувствительности МСАУ
2.3. Синтез параметрически-инвариантных и обладающих заданным качеством МСАУ

2.4. Синтез МСАУ, дополнительное движение которых, вызванное вариацией неконтролируемых парамет-
ров, обладает заданным качеством
2. 5. Выводы
3. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЩОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
3.1. Постановка задач синтеза систем управления
с перенастройкой параметров регулятора
3. 2. Процедура синтеза законов управления
3.3. Синтез структуры МСАУ
3.4. Алгоритм синтеза систем управления с перенастройкой параметров регулятора
3.5. Синтез инвариантных МСАУ, работающих в режиме
реального времени
3.6. Алгоритм управления и постановка задачи оптимального управления
3.7. Исследование робастности МСАУ
3.8. Выводы
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУР РАСЧЕТА, АНАЛИЗА, ОПТИМИЗАЦИИ И СИНТЕЗА МСАУ
4.1. Назначение и условия применения проблемно-ориентированного пакета программ "MS0"
4.2. Принципы организации пакета программ "MS0"
4.3. Описание проблемного языка
4.4. Машинно-ориентированный метод декомпозиции МСАУ
4.5. Машинный алгоритм построения передаточной матрицы в параметрической форме

Из последнего равенства находим с10, которое подставляется в выше стоящее равенство. Остальные с1е назначаются таким образом, чтобы выполнялось предпоследнее равенство. Очевидно, что такое назначение не единственно.
Назначение идеальных полюсов действительными числами значительно упрощает поиск с1е. Для случая, когда зг - кратные, рассуждения о нахождении идеальных нулей проводятся аналогично. Таким образом, ограничения (1.7)-(1.10) позволяют задать множество наборов полюсов и нулей, при которых выполняются заданные требования на качество МСАУ во временной области. Прежде чем перейти к описанию назначения идеальной МСАУ корневым годографом остановимся на понятии корневого годографа.
Запишем передаточную функцию одномерной САУ, имеющей единичную отрицательную обратную связь, в виде №(з) = К-С(з)/(В(з) + К-С(э)), где С(э) и Б(в) - соответственно полиномы числителя и знаменателя передаточной функции разомкнутой цепи; К - коэффициент передачи безынерционного элемента прямой цепи; з=б+з'ш. Характеристическое уравнение замкнутой САУ (уравнение свободных движений) представляется в форме
БСэ) + К - СОэ)=0. (1.17)
При варьировании К корни уравнения (1.17) образуют на комплексной плоскости в траектории, определяемые полиномами 0(3) и С(э). Назовем К параметром траектории. Каждую траекторию можно выразить через функцию, которая может быть названа функцией ветвей годографа. Совокупность ветвей годографа (траекторий) образует корневой годограф САУ. Вместе с тем траектории корней характеристического уравнения САУ подчиняются основному аналитическому уравнению траекторий корней Бендрикова-Теодорчика (1.15), кото-