Частотные методы анализа гетерогенных многосвязных систем автоматического управления на основе оценки их запасов устойчивости

• Автор: Халикова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МСАУ СЛОЖНЫМИ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

1.1. Актуальность проблемы проектирования МСАУ

1.2. Анализ методов исследования гетерогенных МСАУ сложными техническими объектами.

1.3. Описание МСАУ через характеристики многомерных элементов связи и характеристики подсистем.

1.4. Выбор пути решения проблемы. Цель и задачи исследования

Выводы по главе 1.

ГЛАВА И. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕТЕРОГЕННЫХ МСАУ

2.1. Модифицированные критерии устойчивости гомогенных МСАУ.

2.2. Анализ устойчивости гетерогенной МСАУ частотным методом

2.3. Достаточные условия устойчивости гетерогенных МСАУ с
различными структурами
Выводы по главе II
ГЛАВА III. АНАЛИЗ ЗАПАСОВ УСТОЙЧИВОСТИ МНОГОСВЯЗНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.
3.1. Запасы устойчивости гомогенной МСАУ с голономными связями относительно АФХ разомкнутой подсистемы
3.2. Запасы устойчивости гомогенной МСАУ с голономными связями относительно АФХ замкнутой подсистемы
3.3. Синтез гомогенной МСАУ с голономными связями из условия выполнения заданных запасов устойчивости.
3.4. Запасы устойчивости гомогенных МСАУ с неголономными
связями.
3.5. Методика нахождения запасов устойчивости гетерогенных
Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. УПРАВЛЕНИЕ НЕУСТОЙЧИВЫМИ ОБЪЕКТАМИ В СОСТАВЕ МНОГОСВЯЗНОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Постановка задачи связного управления неустойчивыми
объектами.
4.2. Синтез структуры многомерного элемента связи.
4.3. Исследование управления неустойчивыми связными объектами.
Выводы по главе IV
ГЛАВА V. ИССЛЕДОВАНИЕ МСАУ ГТД
5.1. Программное обеспечение для исследования МСАУ ГТД
5.2. Математическая модель ГТД и структуры МСАУ Г ТД
5.3. Исследование двусвязных САУ ГТД
5.4. Исследование трехсвязных САУ ГТД.
Выводы по главе V.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Характерным свойством МСАУ является присущая им многофункциональность (многорежимность), то есть возможность изменения в процессе работы как компоновки системы (количественного и качественного состава взаимодействующих между собой сепаратных подсистем), так и изменения динамических свойств самих сепаратных подсистем и характеристик многомерной связи между ними, что обусловлено изменением как режима работы объекта, так и внешних условий. Кроме того, отдельные подсистемы могут функционировать и самостоятельно как автономные САУ. Отмеченные свойства вызывают серьезные затруднения при проектировании МСАУ сложными техническими объектами, поскольку при изменении компоновки МСАУ или изменении динамических свойств сепаратных подсистем меняется и описывающая ее система дифференциальных уравнений. Основная трудность при этом заключается в обеспечении на всех режимах условия устойчивости и достижении желаемого качества функционирования как МСАУ в целом, так и её сепаратных подсистем. МСЛУ, состоящих из п идентичных взаимосвязанных сепаратных подсистем. Первые исследования гомогенных связанных систем были вызваны развитием энергосистем и крупных электрических станций. Теория гомогенных многосвязных систем берет свое начало в работах А. В.Т. Морозовского []. Класс гетерогеных МСАУ, состоящих из неоднотипных подсистем, является весьма важным и интересным как с теоретической, так и с практической точек зрения. Однако на сегодняшний день указанная возможность использована далеко не в полной мере и применяемые для исследования устойчивости МСАУ усложненные модификации известных алгебраических и частотных методов анализа и синтеза одномерных систем сохраняют большинство недостатков данных методов. В первую очередь это критичность (в смысле вычислительной сложности) к порядку дифференциального уравнения МСАУ, сложность исследования влияния динамических свойств сепаратных подсистем и связей между ними на устойчивость МСАУ, что весьма важно с практической точки зрения. Существует множество различных методов анализа и синтеза сложных динамических систем, но многие задачи еще не нашли своего эффективного решения. Появление новых классов сложных технических объектов требует и новых систем управления и, следовательно, специальных методов анализа и синтеза МСАУ. Поэтому актуально получение в первую очередь фундаментальных результатов. Существуют различные концепции проектирования МСАУ [, 5]: инвариантность, автономность, эквивалентность и т. Но эти методы проектирования не всегда оправдывают себя. Они имеют ряд недостатков: плохую помехозащищенность, приводят к неоправданному усложнению регуляторов и законов регулирования, имеют высокую чувствительность к изменениям параметров объекта, работа на режимах с предельными значениями параметров, возможность разрыва связей между подсистемами. Полученные условия оказываются часто пригодными лишь для расчетных режимов функционирования системы. Вызывает научный интерес проблема управления неустойчивыми объектами. В литературе много внимания уделяется решению классической задачи стабилизации перевернутого маятника, однако отсутствуют исследования по вопросам многомерного управления группой неустойчивых объектов. При управлении многомерными объектами возникает также проблема координации движения. В. этом случае, как показывает практика, необходимо применять связное управление для обеспечения его высокой эффективности. В этом случае подсистемы оказываются связанными через многомерный регулятор, в том числе и введением искусственных связей. Поэтому в целях улучшения свойств МСАУ актуальным является их проектирование с использованием искусственных связей между отдельными сс каналами. В литературе эта проблема освещена мало. Таким образом, исследование и проектирование различных классов МСАУ сложными техническими объектами является весьма актуальной проблемой, требующей своего решения на основе частотных методов как наиболее пригодных для решения инженерных задач. В современной литературе существует большое количество классификаций систем управления в зависимости от параметра-классификатора. С точки зрения теоретико-множественного подхода может быть предложена следующая классификация (рис. Рисунок 1.