Анализ и синтез систем координированного управления динамическими объектами по показателям качества сепаратных подсистем

• Автор: Смирнова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 4

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ КООРДИНАЦИИ В СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

1.1 Актуальность координирования в сложных технических системах

1.2 Анализ моделей описания сложных систем

1.3 Анализ методов исследования задачи координированного управления

1.4 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ, СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТЕЙ СИСТЕМ КООРДИНИРОВАН НГО УПРАВЛЕНИЯ.
2.1 Эквивалентная векторноматричная модель, линейных систем координированного управления

2.2 Исследование устойчивости однотипных систем координированного управления

2.3 Исследование запасов устойчивости однотипных систем координированного управления
2.4 Исследование точности систем координированного управления
2.5 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ СИСТЕМ КООРДИНИРОВАН НГО УПРАВ ЛЕНИЯ
3.1 Синтез систем координированного управления с ограничениями па качество управления в сепаратных подсистемах
3.2 Синтез систем координированного управления с ограничениями по интенсивности входного воздействия в сепаратных подсистемах
3.3 Синтез систем координированного управления с обеспечением требований качества управления по выходу в сепаратных подсистемах
3.4 Синтез координирующих воздействий на статическом режиме работы системы 8
3.5 Синтез систем координирующего управления на динамическом режиме работы системы
3.5.1 Синтез желаемых передаточных функций замкнутой системы
3.5.2 Синтез регулятора контура координирующего управления на динамическом режиме работы системы. 6
3.5 Выводы по третьей главе 4
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ СИНХРОФАЗИРОВАИИЯ ВИНТОВЕИТИЛЯТОРОВ ТВВД. 6
4.1 Описание работы базовой системы на примере синхрофазирования винтовентиляторов ТВВД 6
4.2 Однотипная система синхрофазирования САУ 3
4.3 Анализ и синтез замкнутой однотипной системы синхрофазирования САУ с голономными связями между подсистемами 5
4.4 Аналитическое конструирование регулятора контура координирующего управления систем синхрофазировапия САУ 9
4.5 Оценка эффективности координированного управления в САУ 2
4.5.1 Оценка точности и робастности системы координированного управления САУ 2
4.5.2 Исследование системы координированного управления САУ на помехоустойчивость 4
4.5.3 Оценка точности системы координировано управления СВ при различных начальных условиях фаз вращения винтовентиляторов. 6
4.6 Выводы по четвертой главе 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предложен алгоритм синтеза регулятора контура координирующего управления для многорежимной системы, функционирующей как на статическом режиме автономное управление, так и на динамическом режиме при введении координирующей обратной связи. Синтезировано координирующее воздействие, отрабатывающее поддержание требуемых зависимостей между выходными переменными в статическом режиме. На основе полученного координирующего воздействия синтезированы желаемые передаточные функции замкнутой системы координированного управления. Учитывая полученные координирующее воздействия и вид желаемых передаточных функций замкнутой системы, синтезирован регулятор контура координирующего управления, отрабатывающий поддержание требуемых зависимостей между выходными переменными на динамическом режиме. Приведены примеры использования предложенных алгоритмов син теза для многорежимных систем. На примере графиков переходных процессов выходных переменных, ошибок координации и ошибок системы показана устойчивость работы синтезированной многосвязной системы управления и отработки поддержания требуемых зависимостей между выходными переменными. Б четвертой главе выполнено исследование эффективности разработанных методик и алгоритмов применительно к синтезу СЛУ фазой вращения ТВВД. Проведенное моделирование цифровой реализации синтеза регулятора контура координирующего управления фазой вращения объектов СВ показало, что система, синтезированная на основе предложенного
подхода, обеспечивает повышение требуемых показателей качества управления в 1, раза. В заключении сформулированы основные результаты и выводы по диссертационной работе. ГЛАВА 1. Техническая система это совокупность упорядоченно взаимодействующих элементов, обладающих свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов, и предназначенная для выполнения определенных функций . Современные технические системы представляют сложные комплексы, в состав которых входят группы либо взаимосвязанных, либо взаимоувязанных параллельных подсистем каналов, объединенных совместной работой. К сложным техническим системам относятся, в частности, поточные линии обработки материала, оснащенные многодвигательным электроприводом в текстильной, бумагоделательной, химической, металлургической промышленности т. ЛА управление группой роботов и т. В таких системах требуется обеспечить функционирование не только каждой из подсистем, но и обеспечить координацию согласование всех каналов в соответствии с заданным целевым правилом работы поддержание заданных функциональных соотношений между несколькими регулируемыми переменными, позволяющим поднять эффективнос ть работу системы. Объект управления ОУ неизменная часть системы, представляемая самим управляемым процессом механизмом, машиной, установкой и исполняемыми устройствами, которые непосредственно воздействуют на управляющие органы . Управляемый процесс характеризуется выходной регулируемой переменой и регулируется посредством исполнительного устройства с входом управлением. Для реулирования сложными
процессами, характеризующимися несколькими выходными переменными У,0 применяются многоканальные исполнительные устройства с входными сигналами мД. Каждой переменной . Д поставим в соответствие входной сигнал иД задавая тем самым прямые сепаратные каналы ре1унирования. В многосвязных системах ОУ входные воздействия оказывают влияние сразу на несколько выходных переменных. Связь выходов и управления задается математической моделью. Для построения математических моделей используется аппарат дифференциальных уравнений, передаточных функций, дифференциальных опера торов и т. IVмДО операторы прямых каналов, ИиД операторы прямых перекрестных связей рисунок 1. Рисунок 1. Внутренние перекрестные связи являются признаком многосвязного объекта управления. В тех случаях, когда такие связи отсутствуют, многоканальный ОУ распадается на автономные одноканальные объекты. В иерархии задач управления координированное управление относятся к задачам более высокого уровня, нежели традиционные задачи управления. Д,0 Т0 Д 7я0 я0 Особенность задач координированного управления необходимость поддержать заданные функциональные соотношения между выходными переменными У,УууЛ0, входящих в фупну. Обычно между требуемыми значениями Д, У.