Статья

Название статьи РЕДУКЦИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПРИ СИНТЕЗЕ САУ
Автор В. В. Тютиков, Е. М. Шляцкая
Рубрика РАЗДЕЛ II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
Месяц, год 09, 2017
Индекс УДК 62-50-83
DOI 10.23683/2311-3103-2017-9-64-74
Аннотация 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. Данная статья посвящена разработке подхода, направленного на упрощение таких управляющих устройств без влияния на качественные показатели системы в целом. Для синтеза регуляторов использован метод полиномиальных уравнений, позволяющий обеспечить заданное качество процессов в САУ на основе измерения только выходной координаты объекта управления. Редукция управляющих устройств выполняется на основе метода эквивалентных структурных преобразований, гарантирующего неизменность передаточной функции САУ, а обеспечение астатизма по управляющему воздействию осуществляется с применением метода коэффициентов ошибки. 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. 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.

Скачать в PDF

Ключевые слова Полиномиальный регулятор; синтез; эквивалентные структурные преобразования; редукция.
Библиографический список 1. Тамьяров А.В., Тамьярова М.В. Аппроксимация передаточных функций оптимальных регуляторов высокого порядка систем автоматического управления // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева. – 2011. – № 17. – С. 94-99.
2. Честнов В.Н., Зацепилова Ж.В. Понижение порядка SISO-регуляторов на основе критерия Найквиста // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления (ВСПУ-2014, Москва). – М.: ИПУ РАН, 2014. – С. 241-247.
3. Федюков А.А. Стабилизация систем с фазовыми ограничениями с помощью динамических регуляторов пониженного порядка // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления (ВСПУ-2014, Москва). – М.: ИПУ РАН, 2014. – C. 338-344.
4. Бойченко В.А., Курдюков А.П., Тимин В.Н., Чайковский М.М., Ядыкин И.Б. Некоторые методы синтеза регуляторов пониженного порядка и заданной структуры // Управление большими системами: Cб. трудов. –2007. – Т. 19. – С. 23-126.
5. Алексеев А.С., Антропов м, Гончаров В.И., Замятин С.В., Рудницкий В.А. Вещественный интерполяционный метод в задачах автоматического управления: учеб. пособие.
– Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 219 с.
6. Акимов Л.В., Литвиненко Д.Г. Исследование параметрического астатизма при синтезе регуляторов сложных электромеханических систем полиномиальным методом // Электротехнические и компьютерные системы. – 2011. – № 4. – С. 7-14.
7. Бобобеков К.М., Воевода А.А. Синтез двухканальной системы полиномиальным методом: обеспечение астатизма // Сб. научных трудов Новосибирского государственного технического университета. – 2016. – № 1 (83). – С. 7-19.
8. Пирожок А.В. Синтез полиномиального регулятора натяжения полосы // Електромеханiчнi I енергозберiгаючi системи. – 2012. – № 3 (19). – С. 172-174.
9. Воронин А.В., Щелканова Т.А. Синтез полиномиального регулятора с учетом возмущений // Вестник науки Сибири. – 2012. – № 4 (5). – С. 165-170.
10. Ишматов З.Ш., Волков М.А., Гурентьев Е.А. Робастная система управления электроприводом // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2016.
– № 2 (544). – С. 30-33.
11. Casavola A., Grimble E., Mosca S., Nistri P. Continuous-time LQ regulator design by polynomial equations // Automatica. – 1991. – Vol. 27, No. 3. – P. 555-558.
12. Тарарыкин С.В., Аполонский В.В. Понижение порядка полиномиальных регуляторов динамических систем // Вестник науки Сибири. – 2013. – № 3 (9). – С. 96-100.
13. Kubalcik M., Bobal V. Control Algorithms with Suppression of Measurable Disturbances: Comparison of Two Methods // WSEAS transactions on systems and control. – 2013. – Vol. 8, No. 3. – P. 94-104.
14. 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.
15. Гайдук А.Р. Синтез систем управления по передаточным функциям // Автоматика и телемеханика. – 1980. – № 1. – С. 11-16.
16. Kučera V. Discrete Linear Control. The Polynomial Equation Approach. – Prague: Academia, 1979. – 315 c.
17. Волгин Л.Н. Оптимальное дискретное управление динамическими системами – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 240 с.
18. Скворцов Л.М. Синтез линейных систем методом полиномиальных уравнений // Автоматика и телемеханика. – 1991. – № 6. – С. 54-59.
19. Grimble M.J., Kucera V. Polynomial Methods for Control Systems Design. – Springer-Verlag, 1996. – 255 c.
20. Гайдук А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (полиномиальный подход). – М.: Физматлит, 2012. – 360 с.
21. Тютиков В.В., Тарарыкин С.В. Робастное модальное управление технологическими объектами. – Иваново: ИГЭУ, 2006. – 256 с.
22. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микро-ЭВМ.
– М.: Наука, 1987. – 320 с.
23. Phillips C., Harbor R. Feedback Control systems. – Prentice hall, Inc., 2000. – 616 c.
24. Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. – М.: Наука, 1967. – 424 с.
25. Гайдук А.Р. Основы теории систем автоматического управления. – М.: УмиИЦ «Учебная литература», 2005. – 405 с.
26. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1966. – 992 с.

Comments are closed.