Прикладные методы анализа и синтеза релейных автоколебательных систем с нелинейными объектами управления

• Автор: Феофилов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 308 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Релейные системы с двухпозиционным управлением.

1. Фазовый годограф релейной системы. Определение периодического движения

1.1. Понятие фазового годографа. Определение основного уравнения фазового годографа

1.2. Фазовый годограф релейных систем, содержащих звенья с ограничителями в объекте управления.

1.3. Общий случай расположения звена с ограничителем в

объекте управления.

1.4. Фазовый годограф релейных систем с упругими ограничителями в объекте управления.

1.4.1. Математическая модель звена с ограничителем типа упругий механический упор.

1.4.2. Особенности фазового годографа.

1.4.3. Построение фазового годографа
1.5. Фазовый годограф релейных систем с кусочнолинейными объектами управления
2. Устойчивость автоколебаний
2.1. Критерий устойчивости периодических движений и релейных системах с нелинейным объектом управления.
2.2. Устойчивость периодических движений для систем с ограничителями в объекте управления.
2.3. Устойчивость периодических движений для систем с упругими ударными взаимодействиями.
2.4. Устойчивость периодических движений в системах
с кусочнолинейными объектами управления.1
Релейные системы с трехпозиционным управлением.
3. Определение периодических движений.
3.1. Понятие фазового годографа системы. Основное
уравнение фазового годографа
3.2. Построение фазового годографа для объектов
с ограничителями
3.3. Особенности построения фазового годографа для кусочнолинейных объектов управления.
3.4. Определение периодических движений в системах с двумя
управляющими релейными элементами.
4. Устойчивость периодических движений
4.1. Алгебраический критерий устойчивости для нелинейного
объекта управления общего вида
4.2. Устойчивость периодических движений в системах с
ограничителями
4.3. Устойчивость периодических движений в системах
с кусочнолинейными объектами управления
Релейные системы с цифровым управлением.
5. Периодические движении в релейных системах с цифровым управлением.
5.1. Периодические движения в релейноимпульсных
системах с двухпозиционным релейным элементом.
5.2. Периодические движения в релейноимпульсных
системах с трехпозиционным релейным элементом.
5.3. Периодические движения в системах с
цифровым управлением
5.4. Приближенный критерий устойчивости
периодических движений
5.5. Возникновение квазисгохастических процессов.
6. Синтез релейных автоколебательных воздушнодинамических рулевых приводов с цифровым управлением
6.1. Математическая модель воздушнодинамического рулевого
привода.
6.2. Фазовые годографы привода.
6.3. Формирование структуры системы и кот роль
автоколебаний.
6.4. Методика синтеза и оптимизации системы управления.
6.5. Анализ синтезированной системы методом цифрового
моделирования.
7. Синтез автоколебательного пневмопривода с двумя управляющими релейными элементами
7.1. Математическая модель привода. остроение фазового
годографа.
7.2. Синтез и оптимизация системы управления.
7.3. Линеаризация привода по полезному сигналу.
7.4. Результаты синтеза
Заключение.
Литература


Им разработана методика синтеза релейных ГССУ с логическими законами управления, реализуемыми с помощью двух релейных элементов и линейных корректирующих устройств. А/Г. Лашневым разработаны методы проектирования, анализа и синтеза ГССУ с пропорциональным управлением []. В развитии динамической теории исполнительных устройств и приводов бортовых систем управления, а также в решении ряда практических задач важное место принадлежит работам сотрудников Московского Государственного авиационного института (технического университета) Л. В. Рабиновича, Б. И. Петрова, В. Г. Стсблецова, В. А. Полковникова и др. В ГССУ наличие ограничителей оказывает существенное влияние на динамику газораспределительного устройства. Во всех перечисленных выше работах при синтезе следящих приводов ограничители либо не учитываются, т. В принципе, такое описание может оказаться удовлетворительным, если управляющее устройство, в котором присутствует , является значительно более быстродействующим по сравнению с силовыми элементами системы. Однако в настоящее время имеются ГССУ, у которых быстродействие управляющих и силовых элементов представляют собой величины одного порядка. Заметим, что кроме количественных расхождений упрощенный учет ограничителей приводит к неточностям качественного характера. Наличие звена с ограничителем приводит к неоднозначности поведения системы, выражающейся в возможности существования различных периодических движений одной частоты. При нахождении частоты автоколебаний или частоты полезного гармонического сигнала в зоне неоднозначности возможно возникновение значительных отклонений от расчетного режима работы ГССУ. Из сказанного следует актуальность разработки методов анализа и синтеза ГССУ с учетом ограничителей в объекте управления. Из работ, посвященных синтезу газовых приводов методом фазового годографа, можно выделить [6], где задача синтеза релейной системы с линейным объектом управления впервые решена, как задача оптимизации. Аналогичная задача для системы с ограничителями в объекте управления рассмотрена в [1J. В работах автора [0], ], [8] на основе метода фазового годографа разработана методика синтеза релейных автоколебательных воздушно-динамических рулевых приводов. Особое внимание в этих работах уделено синтезу в условиях нсстациоі«арности параметров объекта управления, а также при наличии в объекте управления ограничителей типа жесткий механический упор. Объектом исследования в диссертационной работе выступают релейные автоколебательные автоматические системы с нелинейными объектами управления. Относительно объекта управления предполагается, что он описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями со стационарными параметрами. Требуется также, чтобы нелинейности объекта управления выражались нечётно-симметричными характеристиками. Остальные ограничения, накладываемые на объект управления, зависят от разделов работы. Многие теоретические результаты получены для нелинейных объектов управления общего вида. Для получения результатов ориентированных на практическое использование подробно рассматриваются отдельные классы нелинейных объектов управления. Эго кусочно-линейные объекты управления, объекты, содержащие различного рода ограничители, как механические, так и типа насыщение. Целью исследования является решение важной научно-технической проблемы, состоящей в создании прикладных методов анализа и синтеза релейных автоколебательных систем с нелинейными объектами управления. Разработка на основе указанных методов методики синтеза релейных автоколебательных воздушно-динамических рулевых приводов. В данной методике задача синтеза рассматривается как задача конечномерной оптимизации, что позволяет получать системы с наилучшими в рамках заданной структуры характеристиками. Разработка на основе понятия фазового годографа общего подхода к анализу и синтезу релейных автоколебательных систем с нелинейными ОУ. Разработка методов определения параметров периодических движений в релейных системах с двух и трехпозициоиными релейными элементами (РЭ) и нелинейными объектами управления.