Разработка и исследование оптимальной по критерию робастности системы гидроприводов для авиационного тренажера

• Автор: Таха Али Ахмад
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫХ ИСТОЧНИКОВ, ПОСВЯЩЕННЫХ ВОПРОСАМ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ДЛЯ АВИАЦИОНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ
1.1. Кинематические схемы систем управления движением платформы авиационного тренажера

1.2. Обзор типов электрогидравлических следящих приводов

1.3. Методы управления ЭГСП

1.3.1. Методы управления ЭГСП, основанные на классической ТАУ

1.3.2. Методы управления ЭГСП, основанные на современной ТАУ

1.3.3. Робастная система управления

1.3.4. Нелинейное управление

1.4. Экспериментальные данные

1.5. Выводы по главе и постановка задач исследований

Глава 2. СИНТЕЗ ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДА АВИАЦИОНОГО ТРЕНАЖЕРА
2.1. Определение параметров ГЦ и ЭГУ
2.2. Математическая модель электрогидравлического усилителя
2.3. Эталонная линейная модель ЭГСП
2.3.1. Регулятор по переменным состояния
2.3.2. Синтез наблюдателя

2.4. Выводы по главе
Глава 3. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИМ СЛЕДЯЩИМ ПРИВОДОМ
3.1. Нелинейная математическая модель ЭГСП с дифференциальным гидроцилиндром
3.2. Решение задачи устойчивости нелинейного ЭГСП
3.3. Синтез алгоритма адаптации системы
3.3.1. Первый подход к синтезу алгоритма адаптации
3.3.2. Второй подход к синтезу алгоритма адаптации
3.4. Выводы по главе
Глава 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПЛАТФОРМЫ С ЭЛЕКТРОГИДР АВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ
4.1. Задача обратной кинематики авиационного тренажера
4.2. Механическая модель авиационного тренажера
4.3. Компьютерное моделирование движения платформы и системы управления платформой тренажера
4.4. Сравнение результатов компьютерного моделирования с экспериментальными данными
4.5. Реализация моделирования движения платформы с предлагаемым в диссертации регулятором
4.6. Выводы по главе
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Тренажеры используют во многих областях техники, особенно при моделировании движения различных управляемых объектов, в том числе самолетов. Для обеспечения высокой точности управления платформой авиационного тренажера, применяют электрогидравлические следящие приводы (ЭГСП). Несмотря на широкое распространение таких приводов в системах управления летательными аппаратами, роботами, энергетическими установками, станками и испытательными машинами, проблема синтеза ЭГСП для авиационных тренажеров является по-прежнему актуальной. Это объясняется тем, что реальные ЭГСП относятся к нелинейным системам, имеющим при использовании в тренажерах, в общем случае, недостаточно определенные и нестационарные параметры.
Современные методы теории управления позволяют оптимизировать ЭГСП, обеспечивая требуемые показатели качества динамических характеристик. Однако успешное решение задачи оптимизация ЭГСП во многом зависит от полноты информации о влиянии различных факторов на параметры приводов. В условиях неопределенности этого влияния целесообразно искать решение в классе робастных систем.
Цель синтеза робастной системы состоит в том, чтобы гарантировать требуемое качество процессов управления независимо от погрешностей, с которыми определены параметры и их изменения. От робастной системы требуется, чтобы, обладая высокой чувствительностью к сигналам управления, она сохраняла устойчивость и удовлетворяла требованиям, предъявляемым к качеству управления, при достаточно большом диапазоне изменения своих параметров. В соответствии с названной общей целью синтеза робастных ЭГСП ниже сформулированы цель и задачи настоящей работы.

2.3.1 Регулятор по переменным состояния
Чтобы обеспечить устойчивость замкнутой системы и оптимизировать переходные характеристики, выбраны параметры П- регулятора при наличии обратных связей по переменным состояния. Решение получено с помощью уравнения Риккати и уравнения управления системой [6,19,34]:
г = 1 - весовой коэффициент.
Регуляторы в виде корректирующих устройств могут быть, спроектированы также на основе поисковых методов оптимизации [1].
Стандартная форма уравнений состояния линейной стационарной непрерывной системы имеет вид:
РА + АТР - РВИ 1ВТР + О = 0;
(2.5)
и = -Кх,
— I Т
где: К = II В Р - матрица коэффициентов регуляторов переменных состоянии;
Р - неотрицательно определенная симметричная матрица;
О и К - положительно определенные симметричные весовые матрицы
^1 = Ах(/) + Ви(0;
(2.6)
(пх 1);