Синтез дискретно-непрерывных систем управления на основе эталонных переходных процессов

• Автор: Айдинян, Андрей Размикович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 173 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ существующих методов синтеза дискретно-
непрерывных систем
1.1. Обзор методов синтеза дискретно-непрерывных систем с косвенными критериями
1.2. Обзор методов синтеза систем управления с прямыми критериями качества
1.3. Постановка задачи синтеза нелинейных дискретно-непрерывных систем управления
1.4. Анализ методов линеаризации
1. 5. Выводы
2. Синтез дискретно-непрерывных систем управления без учета
ограничений
2. 1. Формирование входного воздействия с помощью базисных
функций
2. 2. Процедура синтеза нелинейных дискретно-непрерывных
систем без учета ограничений
2.3. Использование явных методов численного интегрирования
для линеаризации объекта управления
2.4. Использование неявных методов численного
интегрирования для линеаризации объекта управления
2. 5. Влияние периода дискретизации на устойчивость системы
управления и точность синтеза
2. 6. Влияние числа базисных функций, используемых для формирования управляющего воздействия, на точность синтеза
2.1. Выводы

3. Синтез дискретно-непрерывных систем управлении с учетом ограничений
3.1. Сведение синтеза дискретно-непрерывной системы с учетом ограничений к решению систем линейных алгебраических
уравнений
3.2. Решение задачи стабилизации с учетом ограничений на управляющее воздействие
3.3. Решение задачи слежения с учетом ограничений на управляющее воздействие
3.4. Решение задач стабилизации и слежения с учетом
ограничений та управляющее воздействие и вектор состояния
3. 5. Выводы
4. Разработка пакета программ для синтеза дискретно-
непрерывных систем управления
4. 1. Описание пакета программ
4.2. Использование разработанного пакета программ для синтеза электромашинной системы
4.3. Использование разработанного пакета программ для синтеза
системы управления манипуляционным роботом
4. 4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Функция решения системы линейных
алгебраических уравнений без учета ограничений
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Функции решения системы линейных
алгебраических уравнений с учетом ограничений
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Файл, реализующий класс матриц
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Акты об использовании результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Большинство объектов управления, используемых в технике, являются непрерывными. В то же время для реализации управления все большее применение находят средства микропроцессорной техники, использующие представление информации в дискретной форме. Причем дискретнонепрерывные системы должны строиться с учетом нелинейных свойств объектов управления и реальных ограничений на фазовые координаты и управляющее воздействие.
В настоящее время широкое распространение получили различные интегральные критерии, предъявляющие к системам управления требования на основе косвенных показателей качества. Однако, до сих пор нет эффективных процедур, осуществляющих выбор весовых коэффициентов интегральных косвенных критериев качества по требуемым прямым показателям качества. К тому же интегральный критерий качества не может обеспечить в синтезированных системах управления отсутствие перерегулирования и колебательности, что является обязательным условием протекания переходного процесса в системах управления манипуляторами, станками и другим технологическим оборудованием. Поэтому перспективными для решения задач синтеза представляются методы, опирающиеся на прямые показатели качества, которые могут быть заданы с помощью эталонного переходного процесса.
В соответствии с изложенным, целью настоящей диссертационной работы является разработка алгоритмов синтеза дискретно-непрерывных систем управления без учета и с учетом реальных ограничений на управляющее воздействие и вектор состояния на основе критерия, характеризующего отклонение переходного процесса в системе по всем фазовым ко-

непрерывные системы и системы с ограничениями. Использование процедуры синтеза систем управления линейными объектами для синтеза систем управления нелинейными объектами основано на линеаризации системы дифференциальных уравнений, описывающих объект управления на каждом шаге квантования по времени с помощью численных методов решетя дифференциальных уравнений.
Пусть объект управления описывается векторным дифференциальным уравнением
40 = /(40) + Ви({), (2.1)
где х(0 = [40ы 40г> ’ 40»] — вектор-столбец координат состояния системы;
/(40) = [Д40)ъ /(404 > > /(40)«f— нелинейная вектор-функция, состоящая из п непрерывных функций, каждая из которых по крайней мере один раз дифференцируема и должна быть равна нулю при равенстве 40 нулевому вектору;
В — вектор-столбец постоянных параметров системы;
u(t) — управляющее воздействие.
Для линеаризации векторного дифференциального уравнения (2.1) представим его в матричном виде
40 = 440) 40 + щ 0 (2.2)
С этой целью сформируем матрицу Якоби векторной функции Д4> [4]: