Методы анализа и синтеза релейных следящих систем с нелинейными объектами управления
Диссертация
Разработан метод линеаризации по полезному сигналу релейных автоколебательных следящих систем с двухпозиционным релейным элементом и объектом управления, содержащим звенья с ограничителями как в форме механических упоров, так и в форме насыщения. Метод основан на использовании производных фазового годографа и выполняет классическую линеаризацию, когда каждая статическая нелинейность системы… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Исследование периодических движений в релейных автоколебательных следящих системах методом фазового годографа
- 1. 1. Фазовый годограф релейной системы
- 1. 2. Дифференциальное уравнение фазового годографа для кусочно-линейных объектов управления
- 1. 3. Построение фазового годографа для объектов с ограничителями
- 1. 4. Алгебраический критерий асимптотической орбитальной устойчивости автоколебаний
- 1. 5. Пример исследования автоколебаний в релейной следящей системе, содержащей звено с ограничителями
- Выводы по разделу
- Глава 2. Метод линеаризации по полезному сигналу релейных следящих автоколебательных систем, содержащих звенья с ограничителями
- 2. 1. Определение производных фазового годографа
- 2. 2. Линеаризация системы по полезному сигналу
- 2. 3. Пример классической линеаризации релейной системы, содержащей звено с ограничителями в форме механических упоров
- Выводы по разделу
- Глава 3. Метод дискретной линеаризации по полезному сигналу релейных автоколебательных следящих систем
- 3. 1. Линеаризующее разностное уравнение для систем с двухпозиционным релейным элементом
- 3. 2. Линеаризующее разностное уравнение для систем с трехпозиционным релейным элементом
- 3. 3. Линеаризация релейных систем, содержащих звенья с ограничителями
- 3. 4. Линеаризация релейных систем со статическими нелинейностями
- 3. 5. Использование дискретной линеаризации для исследования режима слежения релейной системы
- 3. 6. Повышение точности метода дискретной линеаризации
- 3. 7. Применение дискретного метода для классической линеаризации релейной системы
- 3. 8. Критерий устойчивости режима слежения релейной системы
- 3. 9. Дискретная линеаризация по полезному сигналу релейного автоколебательного объёмного силового гидропривода
- 3. 10. Пример дискретной линеаризации по полезному сигналу релейной следящей системы с кусочно-линейным объектом управления
- 3. 11. Пример использования дискретного метода для классической линеаризации релейной следящей системы
- Выводы по разделу
- Глава 4. Исследование релейных следящих систем, работающих в режиме вынужденных колебаний
- 4. 1. Условия возникновения вынужденных колебаний
- 4. 2. Устойчивость вынужденных колебаний
- 4. 3. Дискретная линеаризация по полезному сигналу релейных следящих систем, работающих в режиме вынужденных колебаний
- 4. 4. Исследование систем, работающих в режиме широтно-импульсной модуляции
- 4. 5. Исследование релейного электропривода постоянного тока, работающего в режиме вынужденных колебаний
- Выводы по разделу
- Глава 5. Синтез воздушно-динамического рулевого привода, работающего в режиме вынужденных колебаний
- 5. 1. Метод синтеза релейных следящих систем
- 5. 2. Математическая модель воздушно-динамического рулевого привода
- 5. 3. Построение ансамбля фазовых годографов
- 5. 4. Постановка задачи синтеза
- 5. 5. Формирование структуры замкнутой системы
- 5. 6. Исследование воздушно-динамического рулевого привода в рамках решения задачи конечномерной оптимизации
- 5. 7. Решение задачи конечномерной оптимизации
- 5. 8. Анализ синтезированного привода с помощью компьютерного моделирования
- Выводы по разделу
Список литературы
- Алгоритм численного построения фазового годографа релейной системы / Н. В. Фалдин, С. А. Руднев, H.H. Макаров и др. // Газовые приводы и системы управления. Тула: ТулПИ, 1983. — С. 138 — 143.
- Алексаков Г. Н. Практика проектирования нелинейных систем управления методом фазовой плоскости. -М.: Энергия, 1973. 143 с.
- Андронов A.A., Баутин H.H., Горелик Г. С. Автоколебания простейшей схемы, содержащей автоматический винт изменяемого шага // Доклады АН СССР. 1945. Т. 47. № 4. С. 265 — 268.
- Андронов A.A., Баутин H.H., Горелик Г. С. Теория непрямого регулирования при учете кулоновского трения в чувствительном элементе // Автоматика и телемеханика. 1946. Т. 6. № 1. — С. 15 — 41.
- Андронов A.A., Витт A.A., Хайкин С. Э. Теория колебаний. М.: Физмат-гиз, 1959.-914 с.
- Атертон Д.П. Условие возникновения периодических движений в системах управления, имеющих несколько релейных элементов // Труды III Международного конгресса МФАУ «Дискретные, самонастраивающиеся и обучающиеся системы». — М.: Наука, 1971. — С. 137 146.
- Бабичев В.И. Некоторые вопросы проектирования автоколебательного пневматического сервомеханизма // Пневматические приводы и системы управления. -М.: Наука, 1971. С. 152— 155.
- Бернштейн С.И. К теории вибрационных регуляторов электрических машин // Автоматика и телемеханика. 1951. Т. 12. № 5. — С. 420 430.
- Бесекерский В.А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. — 768 с.
- Бромберг П.В. Матричные методы в теории релейного и импульсного регулирования. М.: Наука, 1967. — 323 с.
- Бромберг П.В. Матричный метод определения периодических, режимов в релейных системах регулирования // Теория автоматического регулирования / Под ред. В. В. Солодовникова. Кн. 3. Ч. 2. — М.: Машиностроение, 1969.-С. 66−100.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1980. — 976 с.
- Бутенин Н.В. Элементы теории нелинейных колебаний. Л., 1962. — 195 с.
- Бутенин Н.В., Неймарк Ю. И., Фуфаев H.A. Введение в теорию нелинейных колебаний. Учебное пособие для втузов: 2-е изд., испр. М.: Наука, 1987. -384 с.
- Воронов A.A. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. М.: Наука, 1979.-336 с.
- Вышнеградский И.А. О регуляторах непрямого действия // Известия СПБ. Практического технологического института. 1878. С. 1 — 48.
- Газовые силовые системы управления / Под. ред. Б. М. Подчуфарова, А. Г. Шипунова. М.: ЦНИИ инф., 1970. — 312 с.
- Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления. М.: Машиностроение, 1972. — 376 с.
- Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1988. — 552 с.
- Гольдфарб Л.С. Метод исследования нелинейных систем регулирования, основанный на принципе гармонического баланса // Основы автоматического регулирования. Теория. М.: Машгиз, 1954. — С. 887 — 923.
- Гольдфарб Л.С. О некоторых нелинейностях в системах автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. 1947. Т. 8. № 5. С. 349 -383.
- Гурский Д.А. Вычисления в MathCAD. — Минск: Новое знание, 2003. — 814 с.
- Демидович Б.П. Лекции по математической теории устойчивости. — М.: Наука, 1967. 472 с.
- Динамика следящих приводов: Учебное пособие для втузов / Под ред. Л. В. Рабиновича. — М.: Машиностроение, 1982. — 496 с.
- Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. — М.: СОЛОН-Пресс, 2002. 768 с.
- Жиль Ж., Пелегрен М., Декольн П. Теория и техника следящих систем.1. М.: Машгиз, 1961.-804 с.
- Жюмари Ж. Об обобщении теории Я.З. Цыпкина релейных систем автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. 1969. № 12. С. 48−57.
- Иванов В.А., Ющенко A.C. Теория дискретных систем автоматического управления / Под ред. Е. П. Попова. М.: Наука, 1983. — 336 с.
- Калиткин H.H. Численные методы: Учебное пособие для вузов / Под ред. A.A. Самарского. М.: Наука, 1978. — 512 с.
- Красносельский М.А. Оператор сдвига по траекториям дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1966. — 332 с.
- Красовский A.A. О вибрационном способе линеаризации некоторых нелинейных систем // Автоматика и телемеханика. 1948. Т. 9. № 1. С. 20 — 29.
- Крылов Н.М., Боголюбов H.H. Введение в нелинейную механику. Киев: Изд-во АН УССР, 1937. — 363 с.
- Крылов Н.М., Боголюбов H.H. Новые методы нелинейной механики. М.: Гостехиздат, 1934. — 243 с.
- Кузнецов А.П., Батура М. П., Шилин Л. Ю. Анализ и параметрический синтез импульсных систем с фазовым управлением. — Минск: Изд-во «Навука i тэхшка», 1993. 224 с.
- Кузьмин Л.П. Графоаналитический способ определения характеристик релейной системы // Автоматика и телемеханика. 1958. Т. 19. № 4. — С. 285 -295.
- Кулебакин B.C. К теории автоматических вибрационных регуляторов для электрических машин // Теоретическая и экспериментальная электротехника. 1932. № 4.-С. 3−21.
- Лурье А.И. Некоторые нелинейные задачи теории автоматического регулирования. — М.: Гостехиздат, 1951. — 216 с.
- Лурье А.И. Об автоколебаниях в некоторых регулируемых системах // Автоматика и телемеханика. 1947. Т. 8. № 5. С. 335 — 348.
- Лурье А.И. Об устойчивости автоколебаний регулируемых систем // Автоматика и телемеханика. 1948. Т. 9. № 1. — С. 361 — 362.
- Лурье А.И. Операционное исчисление и его приложения к задачам механики. М.: ГИТТЛ, 1951. — 432 с.
- Макаров H.H. Численные методы в задачах анализа, синтеза и проектирования систем автоматического управления. — Тула: ТулПИ, 1983. — 76 с.
- Мак-Кол Л. Основы теории сервомеханизмов. — М.: Изд-во иностр. литер., 1947.-168 с.
- Математические основы теории автоматического регулирования: Учебное пособие для втузов / Под ред. Б. К. Чемоданова. Т. 1,2. — М.: Высшая школа, 1977. Т. 1 366 с. Т. 2 — 455 с.
- Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х т. Т. 1: Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления / Под ред. Н. Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. — 748 с.
- Моржов A.B., Фалдин Н. В. Линеаризация по полезному сигналу релейных систем управления, содержащих звенья с ограничителями // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2007. № 3. С. 5 — 15.
- Моржов A.B., Фалдин Н. В. Линеаризация по полезному сигналу релейных систем управления с трехпозиционным релейным элементом и нелинейным объектом управления // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2008. № 4. -С. 5−14.
- Неймарк Ю.И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1972. — 471 с.
- Неймарк Ю.И. О периодических движениях релейных систем // Сборник «Памяти Александра Александровича Андронова». М.: Изд-во АН СССР, 1955.-С. 242−273.
- Неймарк Ю.И. О периодических режимах и устойчивости релейных систем // Автоматика и телемеханика. 1953. Т. 14. № 5. — С. 556 569.
- Петров Б.И., Полковников В. А., и др. Динамика следящих приводов. М.: Машиностроение, 1982. — 496 с.
- Попов Е.П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. -М.: Наука, 1973.-584 с.
- Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1979. — 255 с.
- Попов Е.П., Пальтов И. П. Приближённые методы исследования нелинейных автоматических систем. — М.: Физматгиз, 1960. — 792 с.
- Поспелов Г. С. Динамические характеристики релейных следящих систем // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1965. № 3. С. 43 — 52.
- Поспелов Г. С. Релейные системы автоматического регулирования // Теория автоматического регулирования / Под ред. В. В. Солодовникова. Кн. 3. Ч. 2. М.: Машиностроение, 1969. — С. 9 — 65.
- Розенвассер Е.Н. Колебания нелинейных систем. М.: Наука, 1969. — 576 с.
- Руднев С.А., Фалдин Н. В. О расширении области применения условий устойчивости релейных систем // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1980. № 5.-С. 193- 196.
- Руднев С.А., Фалдин Н. В. Линеаризация релейной следящей системы по полезному сигналу // Изв. РАН. Теория и системы управления. 1998. № 2. -С. 36−43.
- Следящие приводы: В 3-х т. 2-е изд., доп. и перераб. / Под ред. Б.К. Чемо-данова. Т. 1: Теория и проектирование следящих приводов / Е. С. Блейз,
- A.B. Зимин, E.C. Иванов и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999.- 904 с.
- Солодовников В.В., Плотников В. Н., Яковлев A.B. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования: Учебное пособие для вузов.- М.: Машиностроение, 1985. 536 с.
- Сакава И. Субгармонические колебания в релейных системах регулирования // Труды I Международного конгресса МФАУ. Теория дискретных оптимальных и самонастраивающихся систем. — М.: Изд-во АН СССР, 1961. -С. 322−355.
- Справочник по теории автоматического управления / Под ред. A.A. Кра-совского. М.: Наука, 1987. — 712 с.
- Сю Д., Мейер А. Современная теория автоматического управления и ее применение. — М.: Машиностроение, 1972. — 551 с.
- Теверовский В. И. О периодическом режиме релейной системы с изменяющимся запаздыванием // Автоматика и телемеханика. 1966. № 7. С. 87−94.
- Фалдин Н.В. Релейные системы автоматического управления // Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления (под. ред. К. А. Пупкова, Н.Д. Егупова). М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. С. 573 — 636.
- Фалдин Н.В. Точный метод исследования релейных систем // Машиностроение (энциклопедия). Т. 1−4: Автоматическое управление. Теория / Под ред. Е. А. Федосова. М.: Машиностроение, 2000. — С. 231 — 253.
- Фалдин Н.В., Лебеденко Ю. И. Частотный критерий устойчивости периодических движений в релейных системах // Изв. вузов. Электромеханика. 1997. № 1−2.-С. 36−41.
- Фалдин Н.В., Моржов A.B. Автоколебания в релейных системах с кусочно-линейными объектами управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. № 2. С. 2 — 9.
- Фалдин Н.В., Моржов A.B. Анализ вынужденных периодических движенийв релейных системах автоматического управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. № 1. С. 2 — 7.
- Фалдин Н.В., Моржов A.B. Дискретная линеаризация по полезному сигналу релейных автоколебательных систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2006. № 11. — С. 13−19.
- Фалдин Н.В., Моржов A.B. Методы анализа автоколебательных систем с двумя управляющими элементами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 7. С. 2 — 8.
- Фалдин Н.В., Панфёров Н. В. К вопросу о частотном анализе релейных систем // Изв. вузов. Приборостроение. 2000. Т. 43. № 9. С. 21 — 25.
- Фалдин Н.В., Пученков Н. В., Руднев С. А., Шустов A.B. Синтез автоколебательного пневмопривода // Системы автоматического управления и их элементы. Тула: ТулГТУ, 1994. — С. 106 — 116.
- Фалдин Н.В., Руднев С. А. Исследование устойчивости автоколебаний в релейных системах с нелинейным объектом управления // Динамика и точность функционирования тепломеханических систем. — Тула: ТулПИ, 1977. -С. 46−55.
- Фалдин Н.В., Руднев С. А. Оптимизация в конечномерном пространстве. -Тула: ТулПИ, 1986. 72 с.
- Фалдин Н.В., Руднев С. А. Синтез релейных систем методом фазового годографа // Изв. вузов. Приборостроение. 1982. № 7. С. 32 — 36.
- Фалдин Н.В., Феофилов C.B. Исследование периодических движений в релейных системах, содержащих звенья с ограничителями // Изв. РАН. ТиСУ. 2007. № 2.-С. 15−27.
- Феофилов С.В. Периодические движения в релейных системах с цифровым управлением // Мехатроника, автоматизация, управление. 2006. № 11. С. 19−23.
- Феофилов С.В. Периодические движения в релейных системах с трехпози-ционным управлением и ограничителями в объекте регулирования // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 5. — С. 11 — 17.
- Флюгге-Лоц И. Метод фазовой плоскости в теории релейных систем. — М.: Физматгиз, 1959. 174 с.
- Цыпкин Я.З. Релейные автоматические системы. М.: Наука, 1974. — 576 с.
- Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. — М.: Физматгиз, 1963.- 968 с.
- Цыпкин ЯЗ., Попков Ю. С. Теория нелинейных импульсных систем. М.: Наука, 1973.-416 с.
- Цыпкин Я.З. Теория релейных систем автоматического регулирования. -М.: Гостехиздат, 1955. 456 с.
- Шорников Е.Е. К анализу динамической модели электропневматического сервомеханизма // Пневматические приводы и системы управления. М.: Наука, 1971.-С. 146−151.
- Шорников Е.Е. Проектирование автоматических систем: Учебное пособие.- Тула: ТулПИ, 1984. 100 с.
- Astrom К.J. Oscillations in systems with relay feedback // The IMA Volumes in Mathematics and its Applications: Adaptive Control, Filtering, and Signal Processing, vol. 74, 1995. P. 1 — 25.
- Faldin N.V., Fedorovski P.I., Boiko I.M. Input-output Analysis of Decentralized Relay Systems // Proc. of the American Control Conference, Boston, Massachusetts, 2004. P. 1749 — 1754.
- Faldin N.V., Morzhov A.V., Boiko I.M. Analysis of periodic motions in relay feedback systems with saturation in plant dynamics // International Journal of
- Systems Science, Vol. 40, No. 6, June 2009. P. 659 — 668.
- Faidin N.V., Morzhov A.V., Boiko I.M. Stability of Periodic Motions in Relay Feedback Systems with Saturation in Plant Dynamics // Proc. of the 2007 American Control Conference, New York City, USA, 2007. P. 4721 — 4726.
- Faidin N.V., Panferov N.V., Boiko l.M. Input-output analysis of dead zone relay control systems // Proc. of 2001 American Control Conference, Arlington, VA, USA.-P. 1507−1512.
- Flugge-Lotz I. Uber Bewegungen eines Schwingers unter dem Einfluss von Schwarz-Weiss-Regulungen // Zeitschrift fur angewandte Mathematik und Mechanik. 1947. Bd. 25/27. № 4. S. 97 — 113.
- Goncalves J.M., Megretski A., Dahleh M.A. Global Stability of Relay Feedback Systems // IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 46, April 2001. P. 550−562.
- Hamel B. A mathematical study of on-off controlled higher-order systems // Proc. of the Symposium on nonlinear circuit analysis. New York, Polytechnic Institute of Brooklyn, 1956. V. VI. P. 225 — 232.
- Johansson K.H., Rantzer A., and Astrom K.J. Fast switches in relay feedback systems // Automatica, vol. 35, April 1999. P. 539 — 552.
- Paquet J.G., leMaitre J.F., Gille J.C. La methode de Hamel Cypkin et son application aux fonctions de transfert particuliers // Automatisme. 1966. V. 11. №i.-P. 3−5.