|
| |
|
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 Имея в виду, что выходной сигнал измеряется \\ у = Xi, уравнения (9-4) можно представить также в следующей форме:
(9-6) j,g - ( - 1)-мерный вектор, соответствующий неизвестной (jacTH [дгз... вектора состояния х= [хх ...х];г= [1 1 ... 1]; g b параметрические векторы с неизвестными элементами. Уравнения, описывающие адаптивное наблюдающее устройство, имеют вид
(9-7) ai = - yiyy\ = -Piw; Д. = уг,р; Ь/ = -P/ti; ( = 2, n), где г = [1 1 ... 1]; ?4 > 0; J = - ; w = [ы w, z - ( - 1)-мерные векторы промежуточных переменных набЛ1Сданадего устройства; w = [ага... яГ; Z = 7i>0. Pi>Oi (* = I, rt) - коэффициенты усиления цепей адаптации, предназначенных для настройки параметров ai и Ъ. Выбором коэффициентов у,- и производится оптимизация процесса идентификации параметров объекта. Параметры а, Ь являются опенками параметров а, Ь уравнения (9-6).Оценка составляющих вектора состояния х = [у аЧ + К-г г,! +ЬяШ,(]= [у производится после селективного суммирований пар щг и Ьш,-в сумматоре наблюдающего устройства. Поскольку наблюдающие устройства являются замкнутыми нелинейными Системами, проверку их устойчивости производят прямыми методами Ляпунова. Применение наблюдающего устройства идентификации для конкретной следящей системы электропривода рассмотрено в п. 9-2-5. 9-2. БЕСПОИСКОВЫЕ АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ 9-2-1. ЭТАЛОННЫЕ МОДЕЛИ В БЕСПОИСКОВЫХ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ Эталонные модели в той нли иной форме используются в большинстве беспоисковых адаптивных АСУ ЭП. В качестве таких моделей могут быть применены: модели замкнутой или разомкну- той системы; модели части системы, в которой находятся иестацно-нарпые параметры; наконец, могут быть заданы определенные величины, являющиеся эталоном для конкретных условий работы нестационарной cиcтeUlI. В некоторых случаях модель может быть задана ие в явной форме, но ее присутствие предопределяет работу беспоисковой адаптивной системы. Wi(p) - W,(p) Wm(p) wUp) w,(p) Рис. 9-3 Разновидности беспонсковых систем, в которых эталонные модели присутствуют в явном виде, получили название систем с эта-лонньши моделями. Простейшие структурные схемы таких систем показаны на рис. 9-3, а, б. Сигнал на выходе эталонной модели, и.меющей передаточную функцию 1Г (р), сравнивается с сигналом г/ на выходе системы. По разности этих сигналов вырабатывается корректирующее воздействие иа систему, В первом случае (рис. 9-3, а) вслед за изменением параметров объекта Wq (р) изменяются параметры корректирующего звена Wi (р). Во втором случае (рис. 9-3, б) формируется добавочный сигнал, параметры же звена Wl ip) остаются неизменными. Синтез звеньев (р), (р) производится в соответствии с требуемым качеством работы самонастраивающейся системы. В процессе функционирования системы параметры эталонной модели не измeliяютcя и соответствуют значениям, прн которых переходные процессы в модели близки к желаемым переходным процессам в системе управления. Возможность использования самонастройки без изменения параметров корректирующего звена (рнс. 9-3, б), получившей название сигнальной самонастройки, следует из анализа передаточной функции самонастраивающейся системы Положим для простоты, что W2 (р) = fea и 2 Тогда пере- даточная функция системы W (р) будет приближенно равна передаточной функции модели {р) независимо от изменений ffo (р): Следовательно, прн изменении параметров объекта в замкнутой системе динамические процессы по управлению будут стабилизированы. в техническом выполнегин такая система довольно проста, однако основным условием работы системы является условие малых отклонений параметров объекта от начальных значений. Это условие не является определяющим при выполнении системы по схеме рис. 9-3, а. Системы с эталонными моделями оказываются весьма чувствительными к возмущающим воздействиям и помехам. Это объясняется тем, что модель выполняется ориентируемой на определенное воздействие, например управляющее, и все иные воздействия могут искажать -процесс самонастройки. Возникает в таком случае необходимость сигнальной избирательности в работе системы либо необходимость использования весьма сложных эталонных моделей. 9-2-2. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ЧАСТОТНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Адаптивные АСУ ЭП со стабилизацией частотных характеристик могут быть весьма эффективными, если имеются полные сведения о природе нестационарных свойств объекта управления, об нх влиянии на параметры системы. Необходимости в идентификации объекта или системы в большом диапазоне частот часто не возникает из-за достаточно ясных влияний изменяющихся параметров объекта иа частотные БВМ1 Бвмг Рнс. 9-4 свойства системы. Можно, например, ограни-читься информацией о характеристиках системы при одной, двух частотах и на основанин этой иш{юрмадии вводить коррективы в характеристики системы в требуемом диапазоне частот. Оправданием для такого подхода является то, что при построении систем стремятся к формированию Типовых динамических характеристик, вид которых заранее предопределен и хорошо увязан с изменяющимися параметрами объекта. Аппаратурные затраты для выполнения контуров самонастройки в этом случае невелики по сравнению с затратами на основную часть системы управления. Рассмотрим в качестве примера систему, самонастраивающуюся по значению амплитудной характеристики на частоте среза юр (рис. 9-4). Вместе с полезным сигналом управления Uy на вход системы подается тестовый сигнал Hq sin tOj, частота (Oq приии-ьается равной оэр. При изменении параметров объекта, например передаточного коэффициента, в системе происходит перенастройка коэффициента регулятора кр таким образом, чтобы положение ти- 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 |