Русская версия English version

Сокращение порядка управляющего устройства при синтезе САУ полиномиальным методом

В.В. Тютиков, Л.Г. Копылова, И.А. Тихомирова, Е.М. Шляцкая

Вестник ИГЭУ, 2017 г. выпуск 5, сс. 44—52

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: Использование современных методов синтеза регуляторов часто наталкивается на трудности их технической реализации, связанные с получением в результате синтеза устройств управления высокой сложности. В частности, синтез регуляторов входа-выхода методом модального управления, основанный на решении полиномиальных уравнений, приводит к необходимости использования префильтров, имеющих сложность, соизмеримую со сложностью самого регулятора. В связи с этим актуальна разработка подхода, направленного на упрощение таких управляющих устройств без влияния на качественные показатели системы в целом.

Материалы и методы: Для синтеза регуляторов использован метод полиномиального синтеза, позволяющий обеспечить заданное качество процессов в САУ на основе измерения только выходной координаты объекта управления. Редукция управляющих устройств выполнена на основе метода эквивалентных структурных преобразований, гарантирующего неизменность передаточной функции САУ, а обеспечение астатизма по управляющему воздействию осуществлено с применением метода коэффициентов ошибки.

Результаты: Предложен метод редукции управляющих устройств, основанный на применении метода эквивалентных структурных преобразований, позволяющий существенно снизить сложность управляющего устройства. Отличие данного метода от известных состоит в отсутствии необходимости пересчета коэффициентов управляющего устройства и сохранении качественных показателей САУ.

Выводы: Использование предложенного метода позволяет снизить порядок передаточной функции управляющего устройства в два раза, что существенно уменьшает трудоемкость его практической реализации. Также сокращается время выполнения управляющей программы, что важно при создании современных САУ объектами, обладающими высоким быстродействием и требующими малого времени исполнения управляющих программ. Результаты математического моделирования подтвердили идентичность показателей качества редуцированной и исходной САУ при отработке управляющих и возмущающих воздействий.

 

Список литературы на русском языке: 

1. Волгин Л.Н. Элементы теории управляющих машин (метод полиномиальных уравнений в задачах синтеза систем автоматического управления с цифровыми вычислительными машинами). – М.: Советское радио, 1962. – 164 с.

2. Гайдук А.Р. Синтез систем управления по передаточным функциям // Автоматика и телемеханика. – 1980. – № 1. – С. 11–16.

3. Kučera V. Discrete Linear Control. The Polynomial Equation Approach. – Prague: Academia, 1979.

4. Волгин Л.Н. Оптимальное дискретное управление динамическими системами. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 240 с.

5. Скворцов Л.М. Синтез линейных систем методом полиномиальных уравнений // Автоматика и телемеханика. – 1991. – № 6. – С. 54–59.

6. Grimble M.J., Kucera V. Polynomial Methods for Control Systems Design. Springer-Verlag, 1996.

7. Гайдук А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (полиномиальный подход) – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. – 360 с.

8. Тютиков В.В., Тарарыкин С.В.  Робастное модальное управление технологическими объектами. – Иваново,  2006. – 256 с.

9. Phillips C., Harbor R. Feedback Control systems. Prentice hall, Inc. 2000.

10.  Мееров М.В.  Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. – М.: Наука, 1967. – 424 с.

11.  Гайдук А.Р. Основы теории систем автоматического управления. – М.: УмиИЦ «Учебная литература», 2005. – 405 с.

 

12.  Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1966. – 992 с.

Ключевые слова на русском языке: 
полиномиальный регулятор, синтез САУ, эквивалентные структурные преобразования, редукция управляющих устройств, электромеханическая система, передаточная функция регулятора, астатизм по управляющему воздействию, метод коэффициентов ошибок.
Ключевые слова на английском языке: 
polynomial regulator, ACS synthesis, equivalent structural transformations, control device reduction, electromechanical system, regulator transfer function, astatism of control action, error index method.
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2017.5.044-052
Количество скачиваний: 
28