Алгоритмы компенсации внешних детерминированных возмущений в линейных системах

• Автор: Лукьянова, Галина Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОБЗОР МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ ВНЕШНИХ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ

ВОЗМУЩЕНИЙ.

1.1 Постановка задачи компенсации возмущений.

1.2 Методы компенсации детерминированных возмущений

1.2.1 Компенсация возмущений на основе принципа

управления но отклонению

1.2.2 Компенсация возмущений на основе принципа

управления но возмущению.

1.3 Системы управления с компенсацией детерминированных возмущений.

2 ОПЕРАТОРНЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРА КОМПЕНСАЦИИ ВОЗМУЩЕНИЙ.
2.1 Регулятор непрерывного времени.
2.1.1 Постановка задачи компенсации возмущений
2.1.2 Математический инструментарий.
2.1.3 Алгоритм управления.
2.1.4 Результаты моделирования .
2.2 Регулятор дискретного времени
2.2.1 Постановка задачи.
2.2.2 Алгоритм управления.
2.2.3 Результаты моделирования
2.2.4 Процедура автоматизированного синтеза и ее
программная реализация
3 ОПЕРАТОРНЫЙ МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ СТАБИЛИЗАЦИИ И КОМПЕНСАЦИИ
ВОЗМУЩЕНИЙ.
3.1 Постановка задачи
3.1.1 Проблема эффективного подавления внешних
возмущений в широкополосном диапазоне.
3.1.2 Способы повышения эффективности подавления
внешних возмущений
3.1.3 Формальная постановка задачи
3.1.4 Структура регулятора стабилизации.
3.2 Структура регулятора компенсации.
3.3 Результаты моделирования
СИСТЕМА АКТИВНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ.
4.1 Обзор систем активной виброзащиты
4.1.1 Принципы построения систем виброзащиты
4.1.2 Краткий исторический обзор
4.1.3 Гидравлическая САВ
4.1.4 Пневматическая САВ
4.1.5 Электромагнитная САВ .
4.1.6 Магнитоэлектрическая САВ
4.1.7 Пьезоэлектрическая САВ
4.2 Конструкция САВ и постановка задачи.
4.3 Математическая модель виброзащитной опоры
4.3.1 Полная математическая модель виброзащитной
4.3.2 Переход к модели усредненного значения
магнитного поля.
4.3.3 Линеаризация математической модели.
4.3.4 Экспериментальная проверка и расчет параметров
4.4 Синтез алгоритмов управления САВ
4.4.1 Контур потока
4.4.2 Контур стабилизации демпфирования собственных колебаний
4.4.3 Контур компенсации возмущений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Компенсация внешних возмущений в динамических системах“ для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов высших учебных заведений Минобразования России научного направления „Автоматика и телемеханика“, а также по индивидуальному договору подряда с ГРН РФ ЦНИИ „Электроприбор“. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXXII и XXXIV научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГУИТМО ( и гг. Международной студенческой олимпиаде по автоматическому управлению ВОАС’ (Санкт-Петербург, г. V и VII конференциях молодых ученых „Навигация и управление движением“ (Санкт-Петербург, и гг. Публикации работы. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 работ. Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение, приложение и список литературы, насчитывающий () наименования. Основная часть работы изложена на (5) страницах машинописного текста. Во второй главе рассмотрен операторный метод синтеза регулятора компенсации внешних возмущений для непрерывной и дискретной систем. Проведено сравнение предложенного алгоритма с алгоритмом, сформулированным в терминах пространства состояний. Приведены результаты моделирования при различных заданных параметрах. В третьей главе рассматривается задача раздельного синтеза регуляторов стабилизации и компенсации возмущений, представленных конечномерной моделью командного генератора. Предлагаемое решение позволяет распространить принцип последовательного синтеза, широко использующийся в инженерной практике, на класс задач компенсации возмущений и обеспечить формирование желаемой амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы. Результаты теоретических исследований иллюстрируются числовыми примерами и моделированием. В четвертой главе приведен обзор существующих систем активной виброзащиты (САВ). Рассмотрен принцип работы электромагнитной САВ, на которой проводились экспиременты с использованием алгоритмов, предлагаемых в настоящей работе. Приведены результаты экспериментов. Программы автоматизированного синтеза приведены в Приложении А. В главе рассматривается постановка задачи компенсации внешних детерминированных возмущений, приведены обзор и классификация методов компенсации внешних возмущений, а также описаны технические системы управления с компенсацией внешних возмущений. В диссертационной работе рассматривается класс линейных динамических систем. Обсуждаются два случая воздействия внешних детерминированных возмущений: случай, когда возмущения действуют на вход объекта управления и случай, когда возмущения действуют на его выход. Ах 4- Ь(и 4- /), (1. У = стх, (1. Л} Ь, с - матрицы известных постоянных коэффициентов. Замечание 1. Ах + бгг 4- (1/, (1. Вектор известных постоянных коэффициентов, и - к-мерный сигнал управления, / - р-мерное возмущение, у - /-мерная регулируемая переменная. В этом случае работаем с многомерной системой. Если матрицы bud линейнозависимы (b = d), то сигналы и и / согласованны []. Это предполагает возможное использование стандартных методов синтеза регулятора компенсации внешних возмущений. Если матрицы bud линейнонезависимы (6 ^ d), то сигналы и и / несогласованны. Задача компенсации внешних возмущений становится нетривиальной и требует использование специальных методов синтеза регулятора, например, итеративные процедуры. Замечание 1. Для простоты изложения материала будем полагать, что векторы Ь и d равны, система одномерная (т. Поэтому в дальнейшем будем работать с моделью (1. Отметим, что все результаты, приведенные для данной модели, могут быть расширены на более общий случай - случай многомерного объекта и на случай, когда внешние возмущения действуют на выход объекта управления. Исследуется задача компенсации внешних возмущений /. Задача компенсации возмущений относится к фундаментальным проблемам теории автоматического управления. Для ее решения предложено множество подходов. Tz, (1. Tz, (1. T, Г - известные матрицы, пара (hT, Г) - полностью наблюдаема. Впервые принцип внутренней модели был предложен в -х - -х гг. С.Д. Джонсона [], Е.