Алгебраический метод синтеза регуляторов с векторным входом

• Автор: Го Пэн
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ

1.1. Задача синтеза регуляторов

1.2. Метод частотной оптимизации.

. Метод аналитического конструирования оптимальных регуляторов.

1.4. Метод модального управления.

1.5. Метод обратных задач динамики.

1.6. Метод стандартных передаточных функций

1.7. зГтеорня оптимальпого управления.

1.8. Постановка задачи исследования

2. МОДЕЛИ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ РЕГУЛЯТОРЫ С ВЕКТОРНЫМ ВХОДОМ
2.1. Уравнения систем, объектов и регуляторов
2.2. Регуляторы с векторным входом.
. Уравнения связи параметров объекта, регулятора и системы.
2.4. Условия разрешимости задачи синтеза регуляторов с векторным входом
2.5. Выводы но второй главе
3. СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРОВ С ВЕКТОРНЫМ ВХОДОМ.
3.1. Алгебраический метод и алгоритм синтеза РВВ.
3.2. Выбор желаемых передаточных функций систем с РВВ
. Синтез РВВ по заданным порядкам астатизма
3.4. Примеры синтеза РВВ по заданным порядкам астатизма
3.5. Синтез РВВ для абсолютно инвариантных систем
3.6. Выводы по третьей главе.
4. СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ ПР.
4.1. Системы координат.
4.2. Уравнения движения ПР
. Линейные уравнения ПР
4.4. Астатическое управление скоростью робота.
4.5. Инвариантное управление скоростью подводного робота
4.6. Управление глубиной погружения подводного робота.
4.7. Управление курсом подводного робога
4.8. Управление поворотом ПР
4.9. Реализация регуляторов с векторным входом
4 Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕПИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Далее показан порядок синтеза предложенным алгебраическим методом регуляторов с векторным входом, которые обеспечивают высокий заданный порядок астатизма или абсолютную (практически до г ) инвариантность к внешним воздействиям. В главе 4 рассматривается задача автоматического управления автономным подводным роботом (ПР). С применением разработанного алгебраического метода синтеза РВВ получены физически реализуемые уравнения автоматических регуляторов для управления всеми маневрами ПР при выполнении им различных задач. При этом обеспечивается движение ПР на заданной глубине, по заданной траектории, с заданной скоростью и требуемой динамикой процессов управления. В заключении приводятся основные научные результаты диссертационной работы, а в приложении приведены акты внедрения научных и практических результатов работы. Регуляторы применяются в системах автоматического управления разнообразными техническими, производственными и другими объектами и процессами. Поэтому методы синтеза регуляторов постоянно находятся в центре внимания специалистов по автоматическому управлению. Методы синтеза автоматических регуляторов разрабатывались и исследовались в работах многих отечественных и зарубежных ученых таких как: В. В. Солодовников, В. А. Бесекерский, А. М. Лётов, A. A. Красовский, И. М. Макаров, Б. Т. Поляк, М. Ш. Мисриханов, В. А. Подчукаев, A. C. Востриков, Э. Я. Рапопорт, М. Д. Агеев, В. Н. Буков, В. Н. Рябченко, А. Р. Гайдук, P. A. Нейдорф, R. E. Kalman, W. M. Wonham, A. S. Morse, R. V. Monopoli, P. V. Kokotovic, A. Isidory и другие. Однако дальнейшее развитие современных электронных средств автоматизации и управления, а также информационных технологий стимулирует разработку новых методов синтеза регуляторов, которые бы позволяли в полной мере использовать возможности нынешнего уровня развития компьютерных средств и, в частности, могли быть применены в системах автоматизированного проектирования современных средств автоматизации и управления. В системах управления общего вида можно всегда выделить автоматический регулятор и объект управления. Под объектом управления обычно понимается совокупность агрегата, в котором протекает управляемый процесс, измерительных преобразователей и регулирующего органа объекта, приводимого в действие исполнительным механизмом с усилителем мощности. Регулятор служит для обеспечения требуемого качества управляемого процесса, путем создания и подачи управляющего воздействия, на вход указанного усилителя мощности. Объект управления может быть задан также структурной схемой, по которой всегда можно найти его математическую модель. Иногда при невысоких требованиях к качеству процесса управления система, состоящая только из функционально необходимых элементов, может выполнять свое назначение при некоторых значениях коэффициента усиления усилителя системы. Однако, такая система при требуемых показателях качества управления обычно является неустойчивой. Поэтому для придания проектируемой системе требуемых свойств в систему вводятся дополнительные структурные элементы, которые образуют регулятор. Именно, структура и параметры регулятора определяют свойства и качественные характеристики системы управления. Таким образом, возникает задача определения необходимой структуры и параметров регулятора, который необходимо ввести в систему с заданным объектом управления для придания ей требуемых динамических свойств в переходном и в установившемся режиме. В этом и заключается задача синтеза регуляторов [3, , - ]. В настоящее время известно много методов решения задачи синтеза регуляторов. Очень часто структурой регулятора задаются априори, например, в виде одного из типовых законов управления (П, ПИ, ПД, ПИД). Параметры выбранного регулятора определяются, в соответствии с условиями устойчивости, требованиями к качеству переходного процесса и точности в установившемся режиме. Обычно, такой априорный подход сопровождается последовательным исследованием ряда вариантов проектируемой системы, приводит к синтезу системы управления невысокого качества и длительному процессу решения задачи синтеза необходимого регулятора.