Анализ и синтез автоматических систем управления общепромышленных механизмов

• Автор: Шахов, Олег Альбертович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Вологда
• Количество страниц: 198 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Наименование Стр.

Введение

1. Состояние проблемы

1.1. Общая характеристика объекта управления. Проблемы управления электромеханическими объектами

1.2. Обзор основных принципов оптимального управления.

1.3. Этапы решения проблемы

Выводы по главе 1.

2. Синтез оптимальной цифровой системы

управления

2.1. Разработка алгоритма формирования оптимальных переходных траекторий

2.2. Особенности реализации алгоритма формирования оптимальных переходных траекторий для электромеханической системы постоянного тока
2.3. Особенности реализации алгоритма для векторного управления асинхронным двигателем
2.4. Особенности реализации алгоритма для нелинейного электромеханического объекта переменного тока на основе МУПуправления
2.5. Разработка структурной схемы оптимальной
цифровой системы управления.
Выводы по главе 2.
3. Анализ оптимальной цифровой системы
управления
3.1. Математическое моделирование оптимальной цифровой системы управления нелинейным
электромеханическим объектом постоянного тока. Канал управления.
3.2. Исследование работы оптимальной цифровой
системы управления нелинейным электромеханическим объектом постоянного тока в условиях наличия возмущения
3.3. Математическое моделирование оптимальной цифровой системы управления нелинейным электромеханическим объектом переменного
Выводы по главе 3.
4. Исследование цифровых систем управления
нелинейными электромеханическими объектами.
4.1. Математичекая и программная модель цифровой системы подчиненного регулирования.
4.2. Анализ результатов моделирования систем
4.3. Моделирование оптимальной цифровой системы управления электроприводом переменного
Выводы по главе 4
Заключение.
Список использованных источников


Основной проблемой, которая не зависит ни от типа вентильного или электромеханического преобразователя, ни от способа управления, остается существование ограничений электромагнитных и механических переменных на определенном уровне. При реализации оптимальной системы управления эти ограничения обязательно должны быть учтены. Рост требований к производительности труда и эффективности производства, развитие космической и авиационной техники привело к бурному развитию теории и практики систем управления с обратными связями. Большое разнообразие и нелинейность объектов управления, стремление управлять в широком диапазоне и с высокой точностью, существенный прогресс в развитии преобразовательной техники привели к тому, что проектирование систем управления стало чрезвычайно сложной задачей. Уже к началу -х годов стало ясно, что создание систем управления, которые были бы одинаково хороши по всем показателям, просто невозможно. В этом случае следует говорить о системах, которые были бы одинаково плохими по всем показателям. Поэтому, построение "наи-лучшей" системы безусловно подразумевает наличие некоторого критерия или показателя качества для суждения о том, что означает "наилучшая". Т.о. Можно обнаружить несовместимость некоторых требований качества. Можно ожидать получения наилучшего результата в соответствии с данным показателем качества, поэтому для рассматриваемой задачи указывается область ограничений. Процедура проектирования является более четкой, т. Непосредственно могут рассматриваться и нелинейные объекты, но в этом случае существенно возрастает сложность вычислений. Определение оптимальных нестационарных процессов не вносит каких-либо дополнительных трудностей. Процедура непосредственно включает в себя прогнозирование, так как оценка показателя качества производится по будущим значениям. Можно говорить об адаптивности оптимальной системы. Превращение различных требований проектирования в значимый на языке математики показатель качества - непростая задача, возможны пробы и ошибки. Существующие алгоритмы оптимального управления в случае нелинейных систем требуют сложных программ вычислений . Традиционные методы проектирования регуляторов применительно к большим областям фазового пространства могут оказаться неприемлемыми в случае нелинейных систем. Показатель качестза результирующей системы управления очень чувствителен к разного рода ошибочным предположениям и (или) к изменениям параметров объекта управления. Решение задач оптимального управления определяет эталон, к которому следует стремиться при решении сложных практических задач. В ряде случаев практическая реализация найденных законов управления дает результаты, близко совпадающие с желаемыми. Если же этого не удалось получить, значит имеются возможности улучшения системы, тем более что развитие аппаратных средств также не стоит на месте и прогресс в этой области за последние - лет впечатляющий. Некоторые задачи оптимального управления можно решить не применяя специальных принципов []. L, время конца процесса t2 и конечное положение x(t2) = х2 должны быть заданы. Например, ограничение мощности управления, механического ускорения ит. Т.о. ИЗ положения Xi в момент времени ti в положение х2 к моменту времени t2 при минимуме (максимуме) функционала. Оптимальные задачи по быстродействию. Задана система вида — = ? Хх и х2, а также ограничения, накладываемые на управление и. Необходимо перевести систему из начального положения в конечное за минимальное время . Ц + 1т1п . Оптимальные задачи на минимум интеграла от квадрата ошибки системы. Относительно конечного СОСТОЯНИЯ Х2 величина X - х2 представляет собой ошибку системы. Если преобразовать систему таким образом, что х2 станет началом координат, то каждое новое состояние и характеризует ошибку. Задача управления заключается в определении такого управления и, которое переводило бы систему из положения Хх при бх в начало координат при t2 и обеспечивало бы минимум функционала. Реализация данного критерия возможна, в частности, применительно к системам управления электромеханическими системами [, 5].