Разработка и исследование методики структурной и параметрической идентификации динамических объектов с несколькими нелинейностями

• Автор: Спиридонов, Денис Константинович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
Введение .

Глава 1. Обзор основных методов идентификации динамических объектов.

1.1. Идентификация линейных динамических объектов

1.2. Идентификация нелинейных динамических объектов

1.3. Выводы

Глава 2. Методика идентификации динамических объектов с несколькими

нелинейностями.

2.1. Разработка методики идентификации динамических объектов с несколькими нелинейностями

2.2. Автоматизация процесса идентификации нелинейных динамических объектов.

2.3. Использование метода гармонической линеаризации в идентификации динамических систем с несколькими
нелинейностями.
2.4. Использование метода экспонент щальной модуляции в идентификации нелинейных систем.
2.5. Выводы
Глава 3. Разработка алгоритмического и программного обеспечение для идентификации систем с несколькими нелинейными элементами.
3.1. Разработанные алгоритмы идентификации.
3.2. Описание разработанного программного обеспечения .
3.3. Выводы
Глава 4. Исследование точности и помехоустойчивости методики идентификации динамических объектов с несколькими нелинейностями.
4.1. Влияние квантования по времени на точность идентификации
4.2. Влияние шумовой составляющей на выходах системы на точность модели
4.3. Явления выравнивания ЛАЧХ системы по первой гармонике па высоких частотах.
4.4. Тестирование программного обеспечения с использованием
аналогового вычислительного комплекса ЛВК
4.5. Обработка результатов эксперимента с разомкнутой системой
стабилизации скорости на базе асинхронного двигателя.
4.6. Выводы
Заключение
Литература


Предложена методика идентификации нелинейных динамических объектов с несколькими нелинейностями, сочетающая в себе исследование системы как во временной, так и в частотной областях, основанная на временной привязке тестовых сигналов и сигналов отклика с объекта к одной управляющей ЭВМ. Предложена методика структурной и параметрической идентификации, состоящая из трех этапов, на которых последовательно выявляется сквозная статическая харакгеристика, производится оценка порядка линейной части и ее параметры и определяется структура модели в виде последовательною соединения линейных и нелинейных блоков. Разработан алгоритм выявления интервалов в частотной области исследования, вне которых результаты исследования не могут считаться достоверными. Разработан алгоритм оценки влияния квантования по времени на точность идентификации нелинейных динамических объектов. Определен круг систем, идентификация которых возможна с использованием разработанной методики. Разработано программное обеспечение для ОС Vmdows, позволяющее реализовать все этапы идентификации нелинейных динамических объектов по разработанной методике. Реализовано экспериментальное автоматизированное рабочее место, состоящее из ПК с процессором Репбиш и ОС Winciows, разработанного оригинального ПО, интерфейсной платы Ь-4 фирмы “Ь-сагё”, аналогово-вычислительного комплекса АВК-, стенда с реальными системами управления. С использованием созданного экспериментального комплекса и разработанного программного обеспечения проведена идентификация реальных объектов и аналоговых тестовых моделей. Проведены исследования по точности и помехоустойчивости разработанной методики при реализации ее на автоматизированном рабочем месте исследователя систем управления (АРМ ИСУ). Реализация и внедрение результатов работы. Основные исследования работы выполнялись в рамках госбюджетных НИР, получивших гранты Минобразования России в - и - юдах но направлению “Автоматизация научных исследований” Теоретические результаты работы используются в учебном процессе. Разработанное программное обеспечение в составе автоматизированного рабочего места исследователя систем управления используется на кафедре Управления и Информатики Московского Энергетического института для идентификации реальных объектов, а также используется при проведении лабораторных работ студентами кафедры. Апробация работы. Москва,), ежегодной научно-технической конференции студентов и аспирантов ВУЗов России "Радиоэлектроника и электротехника в народном хозяйстве" (Москва, ), международной конференции "Информационные средства и технологии"(Москва,), 2ой международной конференции "Идентификация систем и задачи управления” СРКО (Москва,). Публикации. По результатам исследований автором опубликовано 6 работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, и приложений. Диссертация содержит 9 страниц, рисунков и 1 таблицу. В первой главе описаны цели и задачи идентификации нелинейных систем управления. Первая часть данной главы посвящена идентификации линейных объектов во временной области. Здесь подробно описан метод модулирующих функций, разновидность которого будет использована как один из этапов предложенной методики идентификации систем управления с несколькими нелинейностями. Последующие части данной главы посвящены обзору известных методов идентификации нелинейных систем. Здесь описаны модели Винера и Гаммерштейна, показаны досгоинсгва и недостатки этих меюдов, а также показана невозможность использования этих моделей для структурной идентификации систем управления с несколькими нелинейностями. Во второй главе, с учетом всех недостатков известных методов идентификации, предложена оригинальная методика для систем управления с несколькими нелинейностями в составе. В третьей главе описывается разработанное алгоритмическое и программное обеспечение для автоматизированного рабочего места исследователя систем управления, разработанное для кафедры УиИ МЭИ. В четвертой главе описаны исследования в области точности и помехоустойчивости описанной методики идеіггификации, а так же приведены результаты апробации данного алгоритма и основанного на нем программного обеспечения на реальных объектах и аналоговых моделях.