|
| |
|
Слаботочка Книги повой частотной характеристики разомкнутой системы не изменялось. С этой целью в систему введены: модель разомкнутой системы с передаточной функцией W (р); узкополосные фильтры частоты too - W<t> ip)t блоки вычисления модуля БВМ! и БВМ2; сумматор и регулятор контура самонастройки в виде интегратора с передаточным коэффициентом k . Передаточная функция регулятора основной части системы kpW (р) выбирается из заданных требований к качеству переходного проц :са в системе прн некоторых средних параметрах объекта. Если, к примеру, увеличивается передаточный коэффициент объекта за счет изменения момента инерции механизма J или постоянной двигателя Сд, то сигнал на выходе БВМ2 будет превышать сигнал иа выходе БВМ! и за счет образовавшегося разностного сигнала будет автоматически выполняться поднастройка р, при которой разностный сигнал будет равен нулю. Аналогично можно выполнить контроль частотной характеристики разомкнутой системы в двух, трех и большем числе точек. Сложность реализации таких систем заключается в необходимости применения узкополосных фильтров для каждой из этих частот либо в необходимости дополнительно производить перенастройку узкополосного фильтра в соответствии с изменяюш.ейся частотой тестового сигнала. В простейшем случае, прн наличии только одной частоты, эталонная модель может быть представлена передаточным коэффициентом, в частности при частоте среза {р) = 1. Если происходит существенная деформация амплитуд и о-частотной характеристики объекта, то при использовании рассмотренного выше метода можно вводить самонастройку по нескольким пара-метра.м регулятора. Возможно также выполнение самонастраивающихся систем с контролем амплитудных и фазовых либо только фазовых частотных характеристик. В самонастраивающихся системах, основанных иа стабилизации временных характеристик, могут бытъ использованы приемы определения импульсной переходной функции, изложенные в § 9-1. АдаптнЕная система структурно выполняется аналогично схеме рис. 9-4, но сигнал на изменение параметров регулятора вырабатывается на основании оценки импульсной переходной функции и соответствующих характеристик, получаемых по этой оценке. Например, оценивая соотношение положительных и отрицательных площадей, ограниченных импульсной переходной функцией, можею судить о степени демпфирования замкнутой системы управления. В связи с тем, что для оценки импульсной-переходной характеристики и формирования управляющего сигнала на изменение параметров регуляторов необходимо определенное для данной системы время, примеггенпе такой самонастраивающейся системы возможно в тех случаях, когда время изменения параметров системы электропривода значительно больше времени переходного процесса в контуре самовастройки. 9-2-3, АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ПОСТРОЕННЫЕ НА СРАВНЕНИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ Важным преимуществом адаптивных систем, построенных на сравнении высокочастотных и низкочастотных составляющих сигналов, является то, что не требуется вводить тестовые сигналы. Возбуждение системы происходит за счет естественных воздействий по каналам управления, возмущений и помех. Такие адаптивные системы находят применение в тех случаях, когда требуемое качество управления нестацнонарпым объектом может быть обеспечено путем изменения передаточного коэффициента системы [341.  w (tie Рис. 9-5 Принцип построения адаптивной системы рассмотрим иа примере следящей системы электропривода, структурная схема которой показана на рис. 9-5. Основная часть системы представляет Собой трехкоитурную систему с обратными связями по току, скорости и положению {см. гл. 6), Контур самонастройки включен в контур регулирования скоростн и автоматически стабилизирует динамические свойства последнего прн непрограммируемых изменениях момента ниерцин электропривода J. Выполняется это путем стабилизации соотношения энергии низкочастотной и высокочастотной составляющих сигнала ошибки контура скорости за счет соответствующего изменения передаточного коэффициента регулятора скорости ftp,с- Предполагается, что контур регулирования скорости возбуждается случайным сигналом gco спектральной плотностью Sg (со) и ошибка контура также случайная величина. Рассматривая основную часть системы управления линейной и вазистационарной, среднее значение квадрата ошибки е ш опре- ggjj*3Aecb а в дальнейшем двумя чертами сверху обозначено среднее значение делим из выражения 5 о-(со) dco, (9-8) где Wat (/со) - передаточная частотная функция разомкнутого контура регулирования скорости. При изменении передаточного коэффициента PC ko,e. происходит изменение ej,. Связь этих параметров может быть установлена через частную производную по йр .. где E(k., )- (9-9) l+W (/(0) Частная производная дЕ {kp.z* )!dk.c может быть представлена в следующем виде [34]: =-2E{k, (о)Р(Ар. со), (9-10) где Р (йр (., со) - вещественная частотная характеристика, соответствующая передаточной фуггкцни В шз (р) = а, iPVU + о, (/>)] Выразив спектральную плотность ошибки через спектральную плотность сигнала g в внде (9-11) можно записать выражение (9-9) с учетом выражений (9-10) и (9-11) в следующем виде: - 00 производная (к,щ(дк может быть положительной, отрицательной и равной нулю в зависимости от знака подынтегральной функции. Знак же этот главным образом определяется видом вещественной частотной характеристики Р (р,с, со). Характеристика Р {к ,ь)) имеет положительную и отрицательную части (рис. 9-5) соответственно в диапазонах частот О < &>< cuf, и соп < со < сОс. частоты <0п и сОс определяют интервал положитель£{ОСТи и интервал существенных частот системы. Изменяя k,., можно изменять cootj ношения положительных и отрицательных площадей вещественной частотной характеристики и влиять на ход переходных процессов в системе. Можно подобрать такое значение frp.c - о. при котором площади будут равны и de%fdk = О, При этом в системе будет существовать баланс низкочастотной (О < ох; Шр) и высокочас- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [100] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 |