Управление двухмассовыми электромеханическими системами в условиях параметрической неопределенности

• Автор: Мишаков, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. Методы синтеза

1.1. Постановка задачи

1.2. Методы синтеза

Глава И. Алгоритмы управления двухмассовыми системами на основе настраиваемого скользящего режима Ьпорядка
2.1. Адаптивное управление на основе настраиваемых скользящих режимов 1го порядка с расширенным вектором измеряемых сигналов
2.2. Адаптивное управление на основе настраиваемого скользящего режима 1го порядка с полным вектором измеряемых сигналов

2.3. Алгоритм управления на основе настраиваемого скользящего режима 2го порядка

Глава 1. Управление электромеханическим усилителем руля

3.1. Постановка задачи

3.2. Математическая модель
3.3. Алгоритмы управления ЭМУР
Заключение
Список литера туры
Общая характеристика работы.
В диссертационной работе рассматривается задача управления двухмассовыми электромеханическими системами ЭМС по части переменных в условиях параметрической неопределенности.
Двухмассовая система состоит из двух массоинерционных элементов, соединенных между собой упругим сочленением пружиной, торсионом, ременной передачей, эластичной муфтой и т.д.. К этому классу относятся большое количество механических систем, высокоточных металлорежущих станков, экстремальных роботовманипуляторов, электромеханических приводов и т.д.
Актуальность


На третьем этапе в предположении возникновения скользящего режима строится закон подстройки параметров, обеспечивающий достижение ЦУ в условиях параметрической неопределенности. На четвертом синтезируется управление, гарантирующее возникновение скользящего режима. При этом синтез ведется относительно производной управления, так что само управление не носит разрывный характер. Глава II. Во второй главе рассматривается синтез алгоритмов управления двухмассовой ЭМС в условиях параметрической неопределенности. Приводятся четыре алгоритма на основе НСР первого порядка и один второго порядка. Работоспособность каждого алгоритма обосновывается методом функций Ляпунова, а также производится математическое моделирование на примере двухзвенного робота-манипулятора с электромеханическим приводом. Глава III. В третьей главе рассматривается практическая задача управления двухмассовой системой на примере электромеханического усилителя руля автомобиля. Электромеханический усилитель руля (ЭМУР) предназначен для снижения управляющего усилия прикладываемого к рулевому колесу, необходимого для поворота управляемых колес при низких скоростях движения и парковке автомобиля. Основными требованиями, предъявляемыми к ЭМУР, являются поддержание заданного коэффициента усиления момента водителя в определенном диапазоне скоростей вращения и нагрузок. В данной главе производится построение математической модели ЭМУР, синтезируются четыре закона управления на основе полученной методики НСР Ь-порядка: три на основе НСР первого порядка и один на основе второго. Все алгоритмы прошли математическое моделирование и стендовые испытания. ОАО “Автоэлектроника” (г. Калуга). Алгоритм на основе НСР второго порядка является перспективной разработкой в данном направлении. Заключение. В заключении подводятся итоги работы, производится обзор всех полученных результатов, и делаются выводы. Глава I. Постановка задачи. Методы синтеза. Постановка задачи. В зависимости от области применения электропривода при его проектировании часто можно пренебречь влиянием гибких сочленений, что значительно упростит синтез и структуру регулятора. Однако в высокоточных электроприводах, применяемых, например, в робототехнике, такое пренебрежение приводит к серьезным отклонениям в работе системы. Наличие упругих связей в ЭМС обусловливает возникновение колебательных переходных процессов, значительно увеличивающих динамические нагрузки. Задача управления такого рода системами значительно усложняется при наличии параметрической неопределенности объекта управления. Целью данной главы являются формализация задачи управления ДЭМС и построение методики синтеза алгоритмов управления ДЭМС в условиях параметрической неопределенности. Рассмотрим двухмассовую электромеханическую систему, состоящую из п+1 жестких звеньев (включая базовое звено), соединенных друг с другом п упругими связями, и приводимую в движение электродвигателями. Упругость каждого сочленения моделируется в виде линейной скручивающейся пружины с конечной постоянной упругостью. Допущение 1. Кинетическая энергия ротора образуется главным образом за счет его вращения или, что эквивалентно, движение ротора представляет собой чистое вращение относительно инерциалъной системы координат. Допущение 2. Момент инерции ротора симметричен относительно его оси вращения, благодаря чему гравитационный потенциал системы и скорость центра масс ротора не зависят от положения ротора. М(би$ + В(0#А? С(4. К(РГ,0і,-4) (І. Ы + ВА + РГ'К(1Ч-,^-в|) = г1| (1. Яп - угловые положения звеньев и осей двигателей соответственно; М(#;,? Я". Далее в матрицах М(? В(0п0„? Структурная схема двухмассовой электромеханической системы (ДЭМС) представлена на рис. Рис. Д, V/ >&, А > 0, (1. Для синтеза управления целесообразно провести преобразование модели (1. Введем обозначение 2 = (1Ч~‘#т -#/), тогда уравнения (1. В(<9,, ^ )4 + в (в,) = К2 (1. Зт2 + В;(в1А,2) + С! П-'тт (1. Л Ш]Г'К7 - ^ЛГ'С + РГ2К? Уравнения (1. Преобразуем уравнение (1. М + В (0,4)4 + С(3) = К{2, + е2) (1. Z^/- виртуальное управление. Тогда система (1. М()+В(в1УО1Щ+С(О1)^К(2ы + ег) (1. Л^см^)=^1тт (1. Методы синтеза. Наличие .