Разработка и применение методики модального синтеза цифровых систем управления динамическими объектами с электроприводами постоянного тока
Диссертация
Между тем, метод модального синтеза управления обладает рядом очевидных достоинств перед методами классической теории автоматического управления. Во-первых, при его использовании порядок объекта управления не является критичным, так как он изначально ориентирован на работу с объектами высокого порядка. Во-вторых, являясь методом, реализующим заданное расположение полюсов ПФ ЗС, он позволяет… Читать ещё >
Содержание
- 1. Проектирование систем с помощью метода модального синтеза
- 1. 1. Модальный синтез управления как метод современной теории автоматического управления
- 1. 2. Математический аппарат процедуры модального синтеза
- 1. 2. 1. Синтез вход-выходных полиномиальных модальных регуляторов
- 1. 2. 2. Синтез модальных регуляторов с безынерционными ОС по вектору состояния объекта управления
- 1. 3. Влияние размещения нулей и полюсов на качество процессов управления
- 1. 4. Системное проектирование модальных регуляторов
- 1. 5. Краткие
- выводы по первой главе
- 2. Формулировка и обоснование основных положений методики модального синтеза цифровых систем управления динамическими объектами с ЭПТ
- 2. 1. Общие положения. Алгоритм методики
- 2. 2. Составление математической модели объекта с ЭПТ
- 2. 3. Изучение особенностей ЭПТ, которые необходимо учитывать при разработке
- СУ с использованием метода модального синтеза
- 2. 4. Разработка концептуальной структуры СУ, учитывающей особенности ЭПТ
- 2. 5. Синтез блока компенсации нуля передаточной функции по току якоря
- 2. 6. Синтез контуров управления током/моментом, скоростью и положением рабочего органа
- 2. 6. 1. Построение токового регулятора
- 2. 6. 2. Построение регулятора скорости
- 2. 6. 3. Построение регулятора положения
- 2. 7. Синтез анализатора режима работы привода
- 2. 8. Синтез анализатора критических ситуаций
- 2. 9. Развернутый алгоритм методики
- 2. 10. Краткие
- выводы по второй главе
- 3. Практическое применение разработанной методики в задачах синтеза управления динамическими объектами с ЭПТ
- 3. 1. Разработка системы управления скоростью перемещения экскаваторного ковша
- 3. 1. 1. Общие положения
- 3. 1. 2. Исходные данные и требования к разрабатываемой СУ
- 3. 1. 3. Синтез основных компонентов СУ
- 3. 1. 4. Итоговые структурные схемы контура тока и контура скорости
- 3. 1. 5. Исследование статических ошибок в синтезированной системе
- 3. 1. 6. Проведение моделирования и анализ результатов
- 3. 2. Использование модального синтеза в разработке алгоритмов управления лучом антенной системы в инерциальном пространстве
- 3. 2. 1. Общая концепция системы управления
- 3. 2. 2. Исходные данные и требования к разрабатываемой СУ
- 3. 2. 3. Синтез канальных регуляторов для управления движением антенного луча в ССК
- 3. 2. 4. Получение функций пересчета углового положения и угловой скорости луча антенны из НПСК в ССК и из ССК в НПСК
- 3. 2. 5. Учет редукции луча антенной системы
- 3. 2. 6. Анализ работы построенной СУ средствами математического моделирования
- 3. 3. Краткие
- 3. 1. Разработка системы управления скоростью перемещения экскаваторного ковша
- выводы по третьей главе
- 4. Разработка методики настройки модального регулятора в СУ объектами на базе ЭПТ
- 4. 1. Общая концепция проведения настройки
- 4. 2. Вычислительный эксперимент с регулятором тока якоря системы Г-Д
- 4. 2. 1. План выполнения эксперимента
- 4. 2. 2. Проведение эксперимента
- 4. 3. Рекомендации по настройке модального регулятора
- 4. 4. Краткие
- выводы по четвертой главе
Список литературы
- Ту Ю. Т. Современная теория управления: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1971.-472 с.
- Бесекерский В.А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972. — 768 с.
- Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.: Машиностроение, 1964.
- Friedland В. Control System Design. New York: McGraw-Hill, 1986.
- Деруссо П., Рой Р., Клоуз С. Пространство состояний в теории управления. -М.: Наука, 1970.-620 с.
- Летов А. М. Аналитическое конструирование регуляторов//АиТ. 1960. № 4−6.
- Фельдбаум A.A. Теория дуального управления. Автоматика и телемеханика, т. 21, 1960, № 9, стр. 1240−1249- № И, стр. 1453−1464- т. 22, 1961, № 1, стр. 3−16- № 2, стр. 129−142.
- Porter В., Grossley T.R. Modal control theory and applications. London, 1972.
- Slotine J.H., Li W. Applied nonlinear control. New Jersey: Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1991.
- Ackermann J.E. «Der Entwurf linearer regelungs Systems in Zustandstraum», Regelungstech Process-Datenverarb, 7(1972).
- И. Беллман P. Динамическое программирование. M.: Изд. иностр. лит., 1960.
- Калман Р. Об общей теории систем управления. Труды Первого Международного конгресса ИФАК. Теория дискретных, оптимальных и самонастраивающихся систем. М.: Изд-во АН СССР, 1961.
- Kaiman R.E., Bertram J.E. General Synthesis Procedure for Computer Control of Singleloop and Multiloop Linear systems, AIEE Trans., pt. II, vol. 77, pp. 602−609, 1958.
- Страшинин Е.Э. Основы теории автоматического управления. Часть 1: Линейные непрерывные системы управления. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000.214 с.
- Тарарыкин C.B., Тютиков В. В. Системное проектирование линейных регуляторов состояния // Теория и системы управления. 1995, № 4.
- Тютиков В.В., Тарарыкин C.B., Красильникъянц Е. В. Синтез систем модального управления заданной статической точности // Электротехника. -2003, № 2. С. 2−7.
- Котов Д.Г., Тютиков В. В., Тарарыкин C.B. Синтез регуляторов состояния для систем модального управления заданной статической точности // Электричество. 2004, № 8. С. 32−43.
- Воронов A.A. Синтез минимальных модальных регуляторов, действующих от измеримых входа и выхода линейного объекта // АиТ. 1993, № 2. С. 34−51.
- Филипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. — 616 е.: ил.
- Воронов A.A. Введение в динамику сложных управляемых систем. М: Наука, 1985.
- Chen Chi-Tsong. Introduction to linear system theory. State university of New York. N.Y., 1970.
- Кузовков H.T. Модальное управление и наблюдающие устройства. M.: Машиностроение, 1976.
- Андреев Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, 1976. 424 с.
- Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1986.
- Изерман Р. Цифровые системы управления. М.: Мир, 1984.
- Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Кра-совского. М.: Наука, 1987.
- Волгин J1.H. Оптимальное дискретное управление динамическими системами. М.: Наука, 1986.
- Воронов А.А. Синтез минимальных модальных регуляторов, действующих от измеримых входа и выхода линейного объекта // АиТ. 1993. № 2. С. 34−51.
- Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. — 832 е.: ил.
- Kalman R.E., Cho Y.S., Narendra K.S. Controllability of linear dynamical systems in contributions to differential equations, v. l, № 2, Interscience Publishers, 1963. p. 189−213.
- Воронов А.А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. М.: Наука, 1979.-335 с.
- Страшак А. Управляемость. В кн.: Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и электроника. М.: Советская энциклопедия, 1972, т.4, стр. 176−177.
- Kailath, Т. Linear Systems. Prentice-Hall, 1980.
- Голубь А.П., Кузнецов Б. И., Опрышко И. А., Соляник В. П. Системы управления электроприводами: Учеб. пособие. Киев: УМК ВО. 1992. 376с.
- Медведев B.C., Потемкин В.Г. Control System Toolbox. MATLAB 5 для студентов/ Под общ. ред. к.т.н. В. Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.-287 с.
- Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB: Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. 480с.
- Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. -СПб: Питер, 2002. -528 с.
- Дьяконов В. MatLab: учебный курс СПб: Питер, 2001.-560 с.
- Ануфриев И. Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х. СПб: БХВ-Петербург, 2002. -736 с.
- Kautsky, Nichols, Van Dooren. Robust Pole Assignment in Linear State Feedback// Intl. J. Control, 41(1985)5. P. 1129−1155.
- Kuo B.C. Automatic Control Systems, 7th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1996.
- Попов Е.П. Динамика систем автоматического регулирования. ГИТТЛ, 1954.
- Тарарыкин C.B., Тютиков В. В. Системное проектирование линейных регуляторов состояния. Изв. РАН. Теория и системы управления, 1995, № 4.
- Первозванский A.A., Гайцгори В. Г. Декомпозиция, агрегирование и приближенная оптимизация. М.: Наука, 1979.
- Петров Ю.П. Синтез оптимальных систем управления при неполностью известных возмущающих силах. JL: ЛГУ, 1987.
- Фрадков А.Л. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. М.: Наука, 1990.
- Петров Б.Н., Соколов Н. И., Липатов A.B. Системы автоматического управления объектами с переменными параметрами: инженерные методы анализа и синтеза. М.: Машиностроение, 1986.
- Геращенко Е.И., Геращенко С. М. Метод разделения движений и оптимизация нелинейных систем. М.: Наука, 1975.
- Уткин В.И. Скользящие режимы в задачах оптимизации управления. М.: Наука, 1981.
- Крутько П.Д., Максимов А. И., Скворцов JI.M. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. М.: Радио и связь, 1988.
- Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: нелинейные модели. М.: Наука, 1988. — 328 с.
- Гудвин Г. К., Гребе С. Ф., Сальгадо М. Э. Проектирование систем управления. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. 911 с.
- Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов / Чиликин М. Г., Ключев В. И., Сандлер А. С. М.: Энергия, 1979.
- Шрейнер Р.Т. Системы подчиненного регулирования электроприводов. Часть 1. Электроприводы постоянного тока с подчиненным регулированием координат: Учеб. пособие для вузов. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1997. — 279 с.
- Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоиздат, 1981. — 576 с.
- Сатовский Б.И., Ярцев Г. М., Полещук П. И. Современные карьерные экскаваторы. Москва, изд. «Недра», 1971.
- Носырев М.Б., Карякин А. Л. Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов. Учебное пособие. Свердловск, изд. СГИ им. В. В. Вахрушева, 1987, 88 с.
- Горбатенко С.А., Макашов Э. М., Полушкин Ю. Ф. Механика полета: Инженерный справочник. М.: «Машиностроение», 1969.
- Фомина Т.К., Сафин М. Я. Методическое пособие по изучению раздела математики «Элементы векторного исчисления». Для студентов факультета общеобразовательных дисциплин инженерных специальностей. — М., Изд-во РУДН, 1999. —40 с.
- Бюшгенс Г. С., Студнев Р. В. Аэродинамика продольного и бокового движения. -М.: Машиностроение, 1979.
- Волков Д.П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов. М.: «Машиностроение», 1969.
- Острём К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. М.: Мир, 1987. -480 е., ил.
- Малов A.B. Разработка алгоритмов управления электродвигателями антенн // Научные труды I отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ. Сборник тезисов. 4.1. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. — С. 118 119.
- Малов A.B. Модальный синтез системы управления электроприводом с экскаваторной характеристикой // Научные труды IV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Сборник тезисов. Ч. 1. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. С. 158−160.
- Малов A.B., Страшинин Е. Э., Лисиенко В. Г. Особенности построения системы управления двухосным антенным приводом // Вестник УГТУ-УПИ. -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. № 9 (29). С. 175−185.