Разработка спектральных и аппроксимационных методов идентификации объектов и синтеза автоматических регуляторов

• Автор: Адкин, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 189 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СИНТЕЗА
АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ
УПРАВЛЕНИЯ
1.1 Основные направления развития методов синтеза автоматических регуляторов и корректирующих устройств
1.2 Классические инженерные методы расчета параметров САР
1.3 Вариационные методы синтеза
1.4 Современные методы синтеза регуляторов
1.5 Задачи и методы идентификации технических объектов 2 б
1.6 Выводы
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
2.1 Постановка задачи активной идентификации
2.2 Оценка параметров скалярных объектов в классе линейных стационарных систем
2.3 Оценка параметров скалярных объектов в классе линейных нестационарных систем
2.4 Оценка параметров скалярных объектов в классе нелинейных стационарных систем
2.5 Спектральный метод оценки коэффициентов передаточной матрицы векторных объектов управления
2. б Оценка параметров моделей объектов управления в
классе систем с постоянным запаздыванием
2.7 Статистические методы оценки параметров технических объектов

2.7.1 Метод идентификации нестационарных линейных
объектов
2 .8 Выводы
ГЛАВА 3 МЕТОда СИНТЕЗА КОРРЕКТИРУКЗЦИХ УСТРОЙСТВ
3.1. Постановка задачи
3.2. Синтез корректирующих устройств нелинейных систем по показателям качества переходного режима
3.3 Спектральный метод статистического синтеза регуляторов для нестационарных объектов
3.4 Спектральный метод синтеза цифровых
ПИД регуляторов
3.5 Выводы
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
4.1. Автоматизированная система стендовых вибрационных испытаний
4.1.1. Стендовые вибрационные испытания
4.1.2. Цифровая система управления
виброиспытаниями
4.2 Синтез автоматического регулятора уровня воды и давления пара в барабане-сепараторе энергоблока с реактором РБМК-1000
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Автоматизация является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса. Высокий уровень технического и технологического вооружения требует непрерывного повышения качества и точности автоматических систем, сокращения стоимости и сроков их проектирования. Это определяет необходимость создания новых машинноориентированных методов проектирования автоматических систем. Предлагаемая работа посвящена разработке ряда математических методов и построенных на их основе алгоритмов, образующих алгоритмическую систему. Они предназначены как для оптимизации при помощи ЭВМ проектных решений, так и для идентификации систем автоматического управления (САУ) различных классов: линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных, скалярных и векторных. То, что объект управления или идентификации может принадлежать к достаточно общему классу имеет несомненное практическое значение.
Совместное рассмотрение вопросов связанных с идентификацией и синтезом объясняется следующими причинами.
Во-первых, ввод в эксплуатацию систем управления сложных технологических процессов, к которым относятся и системы управления объектами ЯЭУ, как правило, занимают много времени, но регуляторы таких систем оказываются настроенными не оптимальный образом, что влечет за собой скрытые экономические потери. Одной из причин этого является неадекватность математических моделей объектов регулирования, которые учитывались в процессе проектирования регуляторов. Неадекватность порождается ,с одной стороны, трудностью решения задачи идентификации и учета в математической модели всех существенных, с точки зрения регулирования, факторов реальных объектов, и, с другой стороны, намеренным упрощением полу-

Из вышеизложенного следует, что новые методы синтеза регуляторов и корректирующих устройств должны:
1. позволять получать новые законы регулирования, которые являются более общими, чем стандартные законы регулирования, реализуемые типовой промышленной автоматикой, и решать задачи синтеза для сложных современных объектов регулирования, в том числе многомерных, нестационарных, нелинейных, действующих в условиях случайных помех;
2. для характеристики синтезируемой системы должны использоваться физически ясные требования, что важно с инженерной точки зрения;
3. обеспечивать эффективную алгоритмизацию задачи, причем расчеты параметров и контроль характеристик системы в процессе синтеза могут производиться с помощью вычислительной техники ;
4. позволять разрабатывать эффективную методологию проектирования и на ее основе создать систему автоматизированного проектирования аппаратурных комплексов, решающих не вспомогательные, а основные задачи синтеза.
Указанным критериям, в частности, удовлетворяют спектральные и интерполяционные методы, которые способны классические инженерные постановки задач синтеза распространить на более широкий класс современных систем управления. Именно такие методы и представляются в данной работе в последующих главах.
Анализ состояния проблемы идентификации технических и технологических объектов позволяет сделать следующие выводы:
1. Из многочисленных методов определения параметров моделей динамических объектов и систем по экспериментальным данным наибольшее распространение получили две основные