Декомпозиционные алгоритмы координированного управления многосвязным объектом

• Автор: Маргамов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИНЕЙНЫЕ АЛГОРИТМЫ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСВЯЗНЫМ ОБЪЕКТОМ.

1.1 Постановка задачи

1.2 Определение декомпозиционного базиса для объекта с векторным входом.

1.3 Синтез координированного управления двухканальной системой по переменным состояния.
1.3.1 Синтез алгоритмов модального управления двуканальной системой автоматического управления.

1.3.2 Синтез координированного управления многосвязным объектом.

1.3.3 Пример.

1.3.4 Анализ показателей качества и исследование эффективности координированного управления многосвязным объектом.
1.4 Синтез координированного управления многосвязной системой по переменным состояния.
1.5 Исследование эффективности предлагаемого алгоритма координированного управления.
1.5.1 Пример синтеза системы координированного управления
1.5.2 Определение статической точности координированного управления в условиях действия внешних возмущений.
1.5.3 Исследование системы координированного управления на динамическую точность
Выводы по первой главе.
ГЛАВА 2 РЕЛЕЙНЫЕ АЛГОРИТМЫ КООРДИНИРОВАННОГО
УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСВЯЗНЫМ ОБЪЕКТОМ
2.1 Релейное управление двумя независимыми объектами.
2.1.1 Постановка задачи.
2.1.2 Синтез релейного закона координированного управления двумя независимыми каналами сложной системы.
2.1.3 Пример
2.2 Синтез релейного управления многосвязным объектом.
2.2.1 Постановка задачи.
2.2.2 Определение декомпозиционного базиса для объекта с векторным входом
2.2.3 Синтез релейного закона координированного управления по принципу максимума Л.С. Понтрягина
2.2.4 Пример
2.2.5 Исследование достоверности и эффективности релейного координированного управления многосвязным объектом
2.3 Исследование устойчивости координированного управления многосвязным объектом при бесконечном возрастании коэффициента усиления регулятора.
2.3.1 Определение характеристического уравнения многосвязной системы.
2.3.2 Анализ устойчивости с помощью вырожденного и вспомогательного уравнений
2.3.3 Пример
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ СИНХРОФАЗИРОВАНИЯ ВИНТОВЕНТИЛЯТОРОВ ТВВД.
3.1 Описание и анализ качества работы базовой системы управления фазой вращения воздушных винтовентиляторов
3.2 Синтез контура релейного координированного управления для САУ
3.2.1 Описание структуры САУ и технических требований к электронному регулятору ЭСУ.
3.2.2 Описание математической модели канала управления частотой вращения винтовентилятора САУ.
3.2.3 Синтез системы синхрофазирования САУ
3.2.4 Оценка эффективности координированного управления в САУ
3.3 Разработка системы синхрофазирования САУ ДУ.
3.3.1 Описание структуры и технических требований системы управления винтовентилятором САУ ДУ.
3.3.2 Математическая модель заданной части системы управления винтовентилятором САУ ДУ
3.3.3 Синтез системы синхрофазирования САУ.
Выводы по третьей главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 6 листах машинописного текста, включая иллюстрации, таблицы и список используемой литературы из наименований. Автор выражает благодарность доценту, к. И.В. Кузнецову за консультации в процессе написания и подготовки диссертации к защите. Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, формулируются задачи и цели исследования, отмечается научная новизна и практическая ценность полученных результатов. В первой главе разработан метод синтеза линейного координированного управления многосвязным объектом. Для упрощения процесса синтеза модального управления многосвязным объектом предложен декомпозиционный метод перехода к новому базису пространства состояний, в котором система разбивается на п сепаратных каналов управления развязанных по входам. Таким образом, задача синтеза управления сведется к определению характеристик управления для п систем размерности т, что значительно проще. Для определения матрицы перехода к новому базису переменных состояния предложен более простой по сравнению с существующими методами алгоритм вычисления. Показана возможность независимого вычисления передаточных матриц управления и координации, и, следовательно, отсутствие влияния характеристик контура управления на работу контура координации. Сформирована многосвязная система координированного управления, описанная системой дифференциальных уравнений, характеризующих динамику изменения значений переменных состояния объекта, и независимое движение вектора ошибки координации. Приведен пример использования предложенных методов синтеза модального и координированного управления. На примере графиков движения переменной состояния и вектора ошибки показана устойчивость работы синтезированной многосвязной системы управления и отработки ошибки координации. Исследована эффективность предлагаемых алгоритмов координированного управления в сравнении с системой стабилизации, обеспечивающей поддержание заданных функциональных зависимостей за счет согласования входных воздействий системы. Показано, что система координированного управления повышает качество согласования переменных состояния многосвязной системы в условиях действия внешних возмущений. Во второй главе разработан метод синтеза релейных законов координированного управления многосвязным объектом. С целью упрощения процедуры синтеза релейных законов координированного управления, произведена декомпозиция многосвязного объекта управления сепаратные каналы которого имеют одинаковые характеристические полиномы на не связанные между собой подобъекты управления с одним входом путем перехода к новому базису переменных состояния. На основе проведенной декомпозиции и принципа максимума Л. С. Понтрягина предложен метод синтеза релейных законов координированного управления. Здесь же исследованы свойства полученных законов управления системы синхрофазирования. Проведены исследования эффективности предложенных релейных алгоритмов координированного управления. Показано, что при использовании системы координации в условиях действия внешних возмущений повышается качество управления по сравнению с системой группового управления по каждому каналу в отдельности. Также во второй главе проведено оценка возможности исследования устойчивости многосвязной системы координированного управления при бесконечном коэффициенте усиления контура координированного управления. Показано, что исследование устойчивости подобных систем может быть сведено к описанию в общем виде и решено существующими методами . В третьей главе выполнено исследование эффективности разработанных методик и алгоритмов в процессе их применения при синтезе САУ фазой вращения ТВВД. Проведенное моделирование цифровой реализации релейных законов координированного управления фазой вращения объектов СВ показало, что система, синтезированная на основе предложенного подхода, обладает требуемыми показателями качества управления. В заключении сформулированы основные результаты и выводы по диссертационной работе.