Методы оптимизации САУ

Основным направлением совершенствования систем управления электроприводами является их оптимизация. По определению А.М. Летова математические задачи синтеза оптимальных систем делятся на два класса. Задачи первого класса - это задачи, связанные с расчетом желаемого вида переходного процесса. При этом ищется программа управления, обеспечивающая переходному процессу требуемое экстремальное свойство, ищется вид оптимального переходного процесса во времени. Системы, удовлетворяющие решению этой задачи, называются оптимальными по режиму управления. К этому классу систем относятся системы, оптимальные по быстродействию.

Задачи второго класса - это задачи, в которых имеется регулятор, обеспечивающий заданное качество переходного процесса. Системы управления, синтезированные таким образом, называются оптимальными по переходному процессу. Задачи второго класса, называемые также задачами АКР, заключаются в определении вариационными методами такого управления, которое минимизирует функционал, характеризующий отклонение траектории движения системы от желаемой.

Решение задачи оптимизации второго класса позволяет синтезировать замкнутые САУ, обладающие низкой чувствительностью к параметрическим и координатным возмущениям благодаря реализации в контуре управления скользящего режима. АКР, представляющий собой сочетание метода динамического программирования и теории устойчивости Ляпунова, дает эффективный аппарат для решения задач оптимизации систем управления электроприводами. При этом результат АКР является одновременно и решением задачи структурной оптимизации.

Оптимальную динамику электромеханического ОУ следует формировать с помощью многоконтурной САУ, в которой для каждой стабилизируемой фазовой координаты (тока, скорости, положения и т.д.) должен быть предусмотрен отдельный релейный регулятор, осуществляющий оптимизацию этой фазовой координаты по заданному критерию качества. Такой релейный регулятор при стабилизации фазовой координаты должен осуществлять скользящий режим в любой точке оптимальной гиперплоскости переключения и обеспечивать устойчивость этого режима. Включение регуляторов каждой фазовой координаты может быть реализовано по схемам параллельного или подчиненного регулирования. При последнем (более целесообразном) способе упрощается настройка системы, а также реализуется относительно легкий переход от применяемых в настоящее время линейных систем с подчиненным регулированием и элементами УБСР к релейным системам со скользящими режимами работы регуляторов.

В соответствии с изложенными выше соображениями оптимальная САУ положением электромеханического объекта должна иметь функциональную схему рис. 1.1, включающую релейные регуляторы тока (РТ), скорости (РС), положения (РП).

Рисунок 1.1 - Структурная схема многоконтурной САУ

На каждый регулятор поступает полная информация о состоянии фазовых координат x1…xn силовой части ОУ, в результате чего происходит контроль всего фазового пространства.

Окончательная структурная схема с указанием числа и знаков обратных связей по той или иной фазовой координате на каждом релейном регуляторе должна быть получена в результате аналитического решения задачи структурного синтеза оптимальных управлений этих регуляторов по заданному критерию качества, которым следует принять минимум интегральной квадратичной ошибки. Если, кроме того, форсировать процесс вывода регулируемых координат на их уровни стабилизации, то таким образом можно обеспечить квазиоптимальность релейной САУ по быстродействию.

Другое по теме:

Разработка и исследование характеристик платформенной инерциальной навигационной системы полуаналитического типа
Цель настоящей работы разработать алгоритм платформенной инерциальной навигационной системы, работающей в геоцентрической системе координат, и определяющей в этой системе следующие параметры: Координаты Скорости Углы ...

Принципы построения систем электросвязи
В настоящее время наблюдается глобальная конвергенция сетей телекоммуникаций. Сейчас нельзя четко выделить сеть передачи данных, телефонную сеть. Процесс конвергенции начался достаточно давно, одним из первых признаков сбли ...

©  www.techvarious.ru - 2019