Управление системой позиционирования объекта с использованием информации о непосредственном воздействии на него оператором

• Автор: Курганкин, Виктор Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Способ управления позиционированием объекта и система для его реализации
1.1 Разработка способа управления системой позиционированием объекта
1.2 Схема системы позиционирования объекта
1.3 Процедура позиционирования объекта
Основные результаты
Глава 2. Идентификация линейных непрерывных стационарных объектов
2.1 Постановка задачи
2.2 Идентификация линейных непрерывных объектов, все полюсы и нули передаточных функций которых находятся слева от мнимой оси комплексной плоскости
2.2.1 Вещественное интегральное и вещественное дискретное преобразования
2.2.2 Переход от дискретной модели к непрерывной и обратно
2.2.3 Параметрическая идентификация
2.2.4 Структурно-параметрическая идентификация
2.2.5 Приведение модели к виду передаточной функции, все нули и полюсы которой
расположены слева от мнимой оси комплексной плоскости
2.2.6 Алгоритм идентификации
2.2.7 Пример
2.3 Идентификация линейных непрерывных стационарных неустойчивых объектов
2.3.1 Подход к идентификации
2.3.2 Алгоритм идентификации
2.3.3 Пример идентификации неустойчивого объекта
2.3.4 Пример идентификации устойчивого объекта с высоким уровнем помех в
выходном канале
Основные результаты
Глава 3. Синтез регуляторов систем автоматического управления в классе одномерных
систем
3.1 Постановка задачи
3.2 Принцип динамической компенсации
3.3 Формирование эталонных передаточных функций
3.3.1 Постановка задачи
3.3.2 Эталонная передаточная функция без перерегулирования
3.3.3 Эталонная передаточная функция с перерегулированием
3.4 Аппроксимация передаточной функции регулятора
3.4.1 Постановка задачи
3.4.2 Сокращение близкорасположенных нулей и полюсов
3.4.3 Приведение передаточной функции к физически реализуемому виду
3.4.4 Аппроксимация передаточной функции по условию близости переходной
характеристики
3.5 Алгоритмы аппроксимации передаточных функций и синтеза регуляторов
3.6 Примеры синтеза регуляторов
Основные результаты
Глава 4. Численные и экспериментальные исследования системы позиционирования объекта
4.1 Описание установки
4.1.1 Исполнительные устройства и датчики
4.! .2 Механическая часть
4.1.3 Встраиваемая система
4.1.4 Программная часть
4.2 Синтез системы управления позиционированием объекта
4.2.1 Система управления для перемещения объекта в горизонтальной плоскости
4.2.2 Система управления для перемещения объекта в вертикальном направлении
4.2.3 Корректирование задающего воздействия для канала управления вертикальным
перемещением
4.2.4 Натурный эксперимент
4.3 Синтез системы управления для имитации невесомости объекта
Основные результаты
Заключение
Обозначения и сокращения
Список литературы
Приложения
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Существенный прогресс и экономическая эффективность во многих областях промышленности связаны с уровнем развития подъёмно-транспортного машиностроения, ориентированного на широкое внедрение комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, ликвидации ручных погрузочно-разгрузочных работ и исключения тяжёлого ручного труда [15, 20, 38, 56, 59, 70].
Проблема создания эффективного подъёмно-транспортного оборудования приобретает актуальность по мере повышения требований к качеству выполнения сборочно-монтажных работ.
Регуляторы, управляющие механизмами позиционирования подъёмно-транспортного оборудования, обычно настраиваются при вводе в эксплуатацию, а их параметры и структура остаются неизменными в процессе использования. Однако на практике часто возникает необходимость перемещения грузов, которые различаются по своим параметрам (как по габаритам, так и по массе). Это ухудшает точность работы и увеличивает время позиционирования, что снижает эффективность производства.
Диссертационная работа посвящена разработке способа управления системой позиционирования объектов различной массы, объёма, конфигураций, подходов к получению математической модели объекта управления и синтезу регуляторов для системы автоматического управления, а также экспериментальным исследованиям разработанных способа и подходов.
Цель работы - разработка системы позиционирования объекта с использованием информации о непосредственном воздействии на него оператором, включая программноалгоритмическую и аппаратную части.
Основные задачи, решаемые в работе:
- анализ особенностей подъёмно-транспортного оборудования и существующих способов управления таким оборудованием;
- разработка способа управления системой позиционирования объекта;
- разработка принципиальной схемы системы позиционирования объекта на основе нового способа управления;
- разработка алгоритма получения математической модели объекта управления для реализации во встраиваемой системе;

2.2.6 Алгоритм идентификации
На рисунке 2.8 представлен алгоритм («81аЫек1еп1») идентификации линейных непрерывных объектов, все полюсы и нули ПФ которых находятся слева от мнимой оси комплексной плоскости.

х,у, тл
№<,'(*) = ісІеФку (х,у, Тя)
х = х(1’), у =>’(/*) - входные массивы для алгоритма идентификации Гд - период дискретизации
У'(2) - дискретная ПФ объекта ісІеШкуО - функция структурнопараметрической идентификации ОУ в дискретной форме (п. 2.3.4)
К(х) =
й2фУ0г))
№0(э) - непрерывная ПФ объекта с12с() - функция преобразования дискретной ПФ в непрерывную на основе билинейных преобразований (п. 2.3.2)
ТоМтРЬаБеО - функция приведения ОУ к минимально-фазовой модели (п. 2.3.5)
Рисунок 2.8 - Алгоритм идентификации ОУ («Біабіеісіет»)