Слаботочка Книги

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

Изме[!епие управляющего параметра от начального значения в системе с синхронным детектированием может рассматривагься как сумма быстрого колебательного движения и медленного усредненного движения а (t) = й (Q 4- а

a(t) aft)

Система упраВлеяая электроприводам

L

Рис. 9-12

Приближенный вид переходного процесса в системе по этому параметру показан на рис. 9-12, б.

9-3-3. АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С МИНИМИЗАЦИЕЙ СРЕДНьКВАДРАТИЧНОЙ ОШИБКИ

Испмьзование поисковых методов оптимизации рассмотрим более подробно на прирлере адаптивной сисгеу.ы управления високоточным электроприводом [301. Основная часть системы (рнс. 9-13) выполнена по импульсно-фазовому принципу \ !раа.тения с разделением каналов фазового н частотного управления с помощью не;.1виейиого логического блока {НЛБ) и аналогового ключа (Л/О- Без блоков адаптивного управления система подробно рассмотрена в гл. 5.

Рис. 9-13

Адаптивное управление применяется для автоматической перенастройки параметров системы таким образом, чтобы для каждого из возможных режимов работы при широком диапазоне регулирования скорости и нагрузки полуггь минимальные динамические ошибки. Основные воздействия на систему, каковыми

рассматриваемом случае являются помехи измерения координат движения, из-тенення момента сопротивлений, параметрические возмущения в элекгродвигателе и кинематической передаче, имеют выраженную зависимость от скорости электро-пойЕОда и механизма. Причем изменение спектрального состава воздействий при широком регулировании скорости может оказаться столь значительным, что мивима1ьная динамическая ошибка будет обеспечнватьсв только на одном уровне скорости и с изменением скорости уход от минимальной ошибки будет весьма существенным. Поисковая адаптивная система выншгняет в этом случае автоматическую оптимизацию на каждом уровне скорости в заданном диапазоне ее регулирования.

Рве. 9-14

Используя в прецизионной системе электропривода высокочастотный шн-ротно-импульсный преобразователь (ШИП), можно замыкать контур регулирования тока на частотах, при которых эффективно фильтруются параметрические возмущения а электродвигателе. Тогда основными возмущениями в системе будут изменения момента сопротивлений на валу механизма АИ {/) и помехи импульсного датчика {ИД) Дфн.д (О- Ориентируясь на фотоэлектрические датчики, можно спектральную плотность помехи измерения угла, обусловле]ЗР1у.о главным образом неточностью нанесения рисок на лимбе, представить в виде рис. 9-14, а. При оптимизации системы удобно спетральную плотность S (со) выразить через отдельные составляющие в соответствии с выражением

Дф = 20д/(ц(й; Од -дисперсия составляющих спектра ( ) типа белый шум с ограивченнымв по частоте спектрами: о) х - угловая скорость механизма; i - коэффищ1енты пропорциональности.

Такая запись непосредственно следует из представления кривой S (о)) 9-И, о) в виде отдельных составляющих, показанных штрихами.

Аналогично может быть представлена и спектральная плотность изменений омента сопротивлений 5д, (сэ) (рис. 9-14, б). Выражение длн спектральной

плотности 5дд (о)) через составляюшке пмеет вид

Де д,Чс = 20дд/<цэ0) х); Лд = 2Dj/(to) ,); Dj.Di, - Дисперсии составляющих спектра S типа белый шумсограиичеиными по частоте спектрами; pj. г. Л - коэффициенты пропорциональности

Оптимизация импульсно-фазовой системы управления сводится к динамическому си[тезу реплятора положения {РП), исходя из условия минимума средне-лвадратЕГчной ошибки (или дисперсии ошибки) Используя нормированные ампли-тудно- астотные характеристики системы типа (-3--1-2) ii определяя из параметрического синтеза системы, изложенного в § 5 I, частоту среза и сопрягающие частоты характеристик системы, можно убедиться в том, что ври адаптивной

автоматической оптимизации можно изменять тольта частоту среза, сохраняя при этом соотношение сопрягающих частот относительно частоты среза неизменным, Зависимссги дчс-персий угловой Dtp или скоростной ошибок от ер, определяемые частотными характеристиками системы и энергетическими спектрами воздействий, имеют при од1юй и той же форме ЛЛЧХ ярко выраженные минимумы, причем оптимальные частоты среза зависят как от скорости механизма, так и от режима нагрузки - От текущих значений коэффици-рнтов Vg, Г) и дисперсий D, D

(рис. 9-15).

В адаптивной системе управления прецизионным электроприводом (см рис. 9-13) вспомогательная подсистема поиска экстре, мума осущ№твл(ет поиск опт11мальной частоты среза (оптимальной полосы пропускания), обеспечивающей минимизацию дисперсии угловой илн скоростной ошибки в широком диапазоне изменений скорости двигателя и нагрузки. С этой целью в сисгему вводятся блоки вычисления дисперсии {БВЩ и поиска минимума дисперсии {БПМД) ошибки системы, управление которыми в режиме автомагической оптимизации производится от блока управления {БУ).

Для измерения дисперсии действительной угловой или скоростной ошибки, являюицхсн мерой точности вмпульсио-фазовой системы, необход11мо исключить помехи измерения угла, обусловленные неточностью нанесения рисок на лимбе датчика, С этой целью используюгся два смещенных относительно друг друга по обороту лимба устройства измерения фазового рассогласования, состоящие из двух фотооптических систем и двух фазовых дискримвна1Ч1роа ФД] и ФД2, работающих в синфазном режиме. Структура блока вычисления дисперсии действительной угловой ошибки показана на рнс, 9-[6, а. Выходные напряжения 1 и 2 усилителей / и 2 свячащ)! с действителыюй угловой ошибкой механизма Фих (О соотношениями

1 = гф.д1ус1[Аф , (/)+Лф1 д1 (01:

1Дф х (О+Афп.дг т

где Лфп д, Ап.дг - помехи датчика по двум устройствам измерения; г - дискретность датчика; *ф.д1 = Аф.дз = д - передаючные коэффициенты фазовых дискриминаторов; ку = ftya = ifeyc - передаточные коэффициенты усилителей.

1СЛИ две фотооптические системы разнесены на угол, при котором корреляционная функция Ддр (<)ошнбки датчика обращается в нупь,то помехи Дфп.л1()

и Афл,д2 оказываются взаимно некоррелироианныма. Отсутствует так-

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