Совершенствование структур и методов синтеза линейных регуляторов для управления состоянием технологических объектов

• Автор: Котов, Денис Георгиевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 201 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕН 1ИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Общая характеристика типовых технологических объектов

1.2. САУ типовых технологических объектов

1.3. Обзор и сравнительный анализ современных методов управления.

1.4. Задачи работы.

Выводы.

ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РОБАСТНЫХ СВОЙСТВ СИНТЕЗИРУЕМЫХ

СИСТЕМ МОДАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Вводные замечания
2.1. Анализ влияния нулей передаточной функции объекта на параметрическую чувствительность системы модального управления.
2.2. Общая процедура синтеза систем модального управления по условиям параметрической грубости.
2.3. Запас управляемости объекта как критерий оценки робастности САУ.
2.4. Примеры синтеза робастных систем модального управления
Выводы.
ГЛАВА 3. НЕЗАВИСИМОЕ ФОРМИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА СИСТЕМ МОДАЛЬНОГО
УПРАВЛЕНИЯ
Вводные замечания
3.1. Анализ возможностей известных методов синтеза систем модального
управления с регулятором состояния.
3.2. Применение принципа двухканальности для синтеза регулятора состояния .
3.3. Использование дополнительного капала управления по производным координат объекта при синтезе систем с регулятором состояния.
3.4. Применение принципа двухканальности к САУ с наблюдателем состояния .
3.5. Применение дополнительного канала управления по производным координат
наблюдателя
Выводы.
ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ И
ЦИФРОВЫХ МОДАЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ
Вводные замечания
4.1. Алгоритмы и методы, используемые при синтезе сисгемы модального управления.
4.2. Программный комплекс Сателлит назначение, состав и возможности 1 6
4.3. Примеры использования средств программного комплекса
Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Новая организация и техническое переоснащение должны обеспечивать не только увеличение производительности оборудования, но и повышение концентрации технологических процессов, сокращение занимаемых оборудованием площадей, применение поточного способа производства [4, , , 2]. Кроме того, необходимо, чтобы была обеспечена возможность быстрой и экономной перенастройки производства на изменение изготавливаемой продукции и технологии, т. ЭВМ, технологического оборудования с ЧПУ и' -робототехнических систем [, , , 9]. Наиболее перспективными с точки зрения автоматизации являются интенсифицированные технологические процессы механической, химической, физикохимической и других видов обработки сырья и полуфабрикатов, осуществляемые на высокопроизводительном оборудовании, обычно непрерывного действия ]. Технологические ОУ характеризуются широким использованием средств автоматизации. При этом задачей СЛУ является управление линейными и угловыми перемещениями рабочих органов машин, а также поддержание таких режимных параметров технологического процесса, как натяжение, линейная плотность, влажность, толщина материала, уровень, концентрация и температура рабочих растворов, давление, расход материалов и т. Наиболее высокие требования предъявляются к системам управления приводными устройствами машин, которые являются в подавляющем большинстве случаев одними из самых эффективных инструментов управления технологическими переменными промышленной установки, а также к средствам их синхронизации [6, , , , , 0, 2], поскольку их качественные показатели во многом определяют показатели работы оборудования и, в конечном итоге, качество готовой продукции [, . В механизмах всех вышеперечисленных технологических объектов наиболее широко применяется электропривод. Электропривод, в отличие от пневматического и гидравлического приводов, характерных для сравнительно ограниченной области технологических процессов [6}, наиболее удобен в эксплуатации, т. Электродвигатели не требуют промежуточного энергоносителя (жидкости или газа), проще других в цеховой эксплуатации и обладают большими регулировочными способностями [,]. Координаты электропривода (напряжения, токи, моменты, угловые и линейные перемещения и скоросги, натяжения и г. Учитывая перечисленные факторы, основное внимание в работе будем уделять ЭМС, хотя полученные результаты будут применимы, безусловно, и для других типов систем, в которых существуют предпосылки использования устройств управления 0 * вектору состояния объекта. Они являются объектами с сосредоточенными параметрами [4, , , ], математическая модель которых имеет достаточно высокий порядок (обычно 4-9) [, 1]. Как уже отмечалось, практически все их координаты доступны для измерения. При оценке качества функционирования системы используются прямые показатели качества (время переходного процесса, колебательность, перерегулирование, статическая точность) [,]. ЭМС содержат элементы с линеаризуемыми нелинейностями [, , ]. Поскольку основным для технологической линии является режим работы на установившейся скорости при поддержании постоянства регулируемых параметров, т. ОУ как линейный (линеаризованный) [1]. Влияние нелиисарнзуемых нелинейностей хотя и может существенно сказываться на динамических процессах, но обычно не носит определяющего характера []. При построении САУ следует учитывать неопределенность ряда параметров ЭМС и их вариации в достаточно широких пределах в процессе работы [4, 7, , , , 5]. Так, значительные параметрические возмущения возникают в поточных линиях всякий раз при переходе на другой типоразмер выпускаемой продукции, а также имеют место на участках размоточных и намоточных устройств при изменении момента инерции рулонов. Для ЭМС роботизированных комплексов тоже характерно наличие переменных параметров нагрузки. При относительном перемещении звеньев робота, а также за счет влияния присоединяемых масс момент инерции, а, следовательно, и электромеханическая постоянная времени, могут изменяться в существенных пределах. САУ технологическим объектом для выполнения всего комплекса предъявляемых к ней требований должна учитывать его вышеперечисленные особенности. К первой группе относятся электроприводы ведущих механизмов линии.