Системы управления следящими электроприводами на базе нечеткой логики

• Автор: Гудим, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 Анализ существующих способов и методов, повышающих быстродействие и точность следящих систем.
1.1 Параметры следящих систем, препятствующие достижению предельных динамических и точностных показателей
1.2 Анализ методов снижающих влияние вредных факторов на быстродействие и точность следящих систем
I
1.2.1 Методы повышения порядка астатизма, основанные на непосредственном введении интегрирующих звеньев в прямую цепь системы

1.2.2 Косвенные методы повышения порядка астатизма следящих систем

1.2.3 Повышение динамической точности следящих систем введением связей по управляющему и возмущающим воздействиям

1.2.4 Способы компенсации сопутствующих нелинейностей

1.3 Применение продукционных моделей в системах управления.

Выводы по первой главе.

2 Разработка методов и способов компенсации нелинейностей следящих систем, на основе нечеткого подхода
2.1 Метод компенсации естественных нелинейностей с использованием статических характеристик нелинейностей
2.2 Проверка эффективности предлагаемого метода на примере компенсации нелинейности с использованием ее статической характеристики.
2.3 Способ компенсации естественных нелинейностей с использованием ошибки компенсации
2.4 Проверка эффективности предлагаемого способа на примере компенсации нелинейности с использованием ошибки компенсации
Выводы по второй главе.
3 Разработка и исследование следящих систем с нечеткими принципами управления.
3.1 Разработка и исследование следящих систем с нечеткими логическими регуляторами.
3.2 Проверка эффективности предлагаемого способа на примере следящего электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения
3.3 Проверка эффективности предлагаемого способа на примере следящего электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения в режиме позиционирования.
Выводы по третьей главе.
4 Экспериментальное обследование разработанной следящей системы с нечеткими алгоритмами управления. Аппаратная реализация нечеткой
следящей системы управления.
Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Под моментом нагрузки Мн понимается момент, равный сумме динамического момента Мдш, обусловленного инерционностью механической передачи без учета момента инерции ротора и объекта регулирования, внутренних моментов сопротивления Мс моменты от сил трения, шарнирный момент и внешних возмущающих моментов М. КО моиЛ0К0 К О 1. Уравнение 1. Мд0 и при 0 скорость исполнительного двигателя изменялась бы не мгновенно после изменения ,. Лпр характеризует указанное запаздывание. Уравнение 1. Равенство 1. В.Лр ТР 1. Здесь Тм постоянная времени нарастания момента в заторможенном исполнительном двигателе при Ц, 0 и единичном скачке входной величины у1, если условно принять Апр 1 . Действительно, из 1. Г,, 1ЛД0 7г , 1. Решение 1. АДО с постоянной времени Тм. Усилитель мощности может управляться от предварительного усилителя. МРУу0 куит1, 1. ДО сигнал на входе предварительного усилителя Аур собственный оператор предварительного усилителя. Тогда линеаризованное дифференциальное уравнение силовой части следящего привода с учетом предварительного усилителя примет вид
Мр Чр Мр И р Г р 1 1 В. В следящих приводах, при управлении угловым положением объекта, в качестве датчика главной обратной связи используется датчик углового положения объекта регулирования. Для коррекции следящих приводов применяются датчики сигналов обратных связей по скорости и ускорению вала объекта регулирования или вала исполнительного двигателя, а также датчик сигнала обратной связи по моменту, развиваемому двигателем. В качестве датчиков скорости могут использоваться гахогенератор, кинематически связанный с валом исполнительного двигателя и гироскопический датчик угловой скорости ДУС, установленный на объекте. В качестве датчиков угловых ускорений могут использоваться инерционные датчики. Однако инерционность ДУС и датчиков угловых ускорений ограничивает возможность их применения в следящих приводах. В последние годы разработаны безынерционные жидкостные высокочувствительные датчики углового ускорения 1, которые могут быть установлены непосредственно па вращающейся части объекта регулирования. Наибольшее распространение на практике получили тахогенераторы, которые применяются в качестве датчиков угловой скорости. В соответствии с 15 и 1. К 0 Л р П0 П0 м, О,
4,0 Л Ьр 1. Л,0. Для коррекции следящих приводов обычно применяются как последовательные, так и параллельные корректирующие устройства. При использовании сигналов отрицательных обратных связей по скорости, моменту исполнительного двигателя и ускорению исполнительного вала подаваемых на вход предварительного усилителя через последовательное корректирующее устройство с передаточной функцией Гр к2 Пр в сочетании с указанными корректирующими устройствами сигнал и2 рис. V . Стру1сгурная схема рис. Л
М. О
Гп р
К. Рисунок 1. Решая совместно 1. Ж р , Жр4. О 0ОаО 1. Вр т 1. В0р В,,р ки р Пр 1. К сктку У 1. АГпр 1, ед. Кур 1, с
V 1. Применимость следящего привода в том или другом конкретном случае зависит оттого, насколько система удовлетворяет ряду предъявляемых к ней требований. Наиболее важным требованием, предъявляемым к следящему приводу, является устойчивость работы системы. Запас устойчивости по фазе Аср и запас устойчивости по модулю АА характеризуют возможность устойчивой работы следящего привода при некоторых изменениях параметров системы. Так, в качестве минимального значения запаса устойчивости по модулю принято значение ЮдБ, что соответствует предельному увеличению коэффициента усиления разомкнутой системы в 4 раза. В качестве минимального необходимого запаса устойчивости по фазе в следящих приводах принято значение 1. Другим важным требованием, предъявляемым к следящему приводу, являются требования к качественным показателям системы, в качестве которых используются время успокоения, число колебаний, точность статическая ошибка и максимальная динамическая ошибка. Точность работы следящего привода оценивается ошибкой Д 0 воспроизведения следящим приводом управляющего воздействия при этом предполагается, что управляющее воздействие является непрерывной, плавно изменяющейся функцией времени и что время слежения значительно превышает время переходного процесса. Таким образом, рассматривается ошибка следящего привода, имеющая место после окончания переходного процесса.