Метод синтеза управляющего воздействия модально вынужденного вида с использованием системы управления переменной структуры

• Автор: Харитонов, Павел Викторович
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ СИНТЕЗА УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
1.1. Обзор существующих методов синтеза
1.2. Обоснование выбранных методик исследования
1.3. Постановка задачи исследования
1.4. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МЕТОД СИНТЕЗА УПРАВЛЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МОДАЛЬНО - ВЫНУЖДЕННОГО ВИДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПС
2.1. Математическая модель детерминированной СУ и её исследование на оптимальность по критериям перерегулирования, быстродействия и энергетической минимальности
2.2. Математическая модель стохастической СУ и ее исследование на оптимальность по критерию точности управления
2.3. Синтез управляющего воздействия и алгоритм расчета параметров управления
2.4. Выводы по главе И
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА СИНТЕЗА
3.1. Задачи эксперимента
3.2. Экспериментальная проверка методом численного моделирования
3.3. Экспериментальная проверка методом физического моделирования
3.4. Обсуждение результатов эксперимента
3.5. Корректировка управляющего воздействия и алгоритма расчета параметров управления
3.6. Выводы по главе III
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
БИС - блок изменения структуры;
БФР - блок формирования рассогласования;
БУР - блок управления по углу;
БУСР - блок управления по скорости рассогласования;
ГСО - гравитационная система ориентации;
ИМ - исполнительный механизм;
КА - космический аппарат;
ОР - объект регулирования;
САР - система автоматического регулирования:
СКО - среднеквадратичное отклонение;
СОС - система ориентации и стабилизации;
СПС - система управления с переменной структурой;
СР - система регистрации;
СУ - система управления;
ФТУ - физическая теория управления;
ФПК - уравнения Фоккера - Планка - Колмогорова;
ФЧП - формирователь частоты переключения;
ФСЭ - фазосдвигающий элемент;
УГС - управляемая гравитационная стабилизация;
УМ - усилитель мощности;
яз - ячейка запуска.
ВВЕДЕНИЕ

Состояние и актуальность темы. В настоящее время, не смотря на все более усиливающиеся тенденции по использованию информационных технологий в теории и практике автоматического управления, задача оптимизации управления на основе изучения динамических и физических свойств объекта регулирования и системы управления, т.е., в классическом ее понимании, с привлечением математических моделей продолжает оставаться актуальной. Приоритетность такого подхода можно объяснить тем, что он позволяет, в отличие от чисто информационного, получать новую априорную информацию об объекте регулирования и динамике его движения в процессе управления, владение которой может вывести эффективность управления на качественно новый уровень. В этой связи особую актуальность приобретают в последнее время проблемы физической теории управления, по поводу которой имеет смысл дословно процитировать абзац из работы [1, с. 12].
“Под физической теорией управления понимается теория управления, базирующаяся на фундаменте физических законов, учёте ресурсов и приоритетов реального мира. Физическая теория строится так, чтобы заложенные в математических моделях и критериях реальные факторы и ограничения фигурировали и в конечных результатах, определяя границы возможного и невозможного в управлении. Её центральной задачей является открытие или формулировка законов процессов управления. Одним из важных её направлений является создание математических моделей процессов, которые рассматривались бы не только в виде движения изображающих точек в фазовых пространствах состояний, но и в виде распределения плотностей вероятностей изображающих точек в этих пространствах. Эти распределения описываются уравнениями в частных производных (уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова, Стратоновича и др.).

1/а - номинальное управляющее напряжение двигателя;
Ля - активное сопротивление якорной обмотки;
/я - номинальный ток якорной обмотки;
7я - электромагнитная постоянная времени двигателя;
Тт = Ж К /( Ст‘2;т) - электромеханическая постоянная времени двигателя;
Ст-Ня ~Са- передаточный коэффициент двигателя по моменту; кт — Сга / (ка Ия) - коэффициент внутреннего скоростного трения; кв - возмущающий момент двигателя;
Мэр.н = Ст1я = 0.975 - номинальный вращающий момент двигателя
[80];
Рн - номинальная мощность двигателя [Вт].
Будем считать, что ограничения (1.6-1,16-2) вызваны только энергетическими причинами, т. е., максимальная величина коэффициентов усиления по ошибке и ее производной обусловлена только ограниченной мощностью управления и ИМ. Здесь в качестве ИМ использовался двигатель постоянного тока с независимым возбуждением: Д - 25Г/М. Тогда в начальный момент времени для начальных условий: .9(0) =$), с1Э(0)/<# = 0 ограничение (1.6-1) при грубой оценке будет выглядеть таким образом:
(001+йц) кв/(%,тт) (1.6-3)
В дальнейшем это ограничения корректируется в сторону его ужесточения, например, параметр <аго1+яц должен быть несколько меньше указанной величины.
Для упрощения задачи теоретические исследования будем проводить при непрерывном изменении структуры или при отсутствии функции 5#??