автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Анализ и синтез цифровых систем управления электроприводами с компенсационными регуляторами

CMkT-lbT¿rKrit!)wí.i roUi'^/u-CTQiinUli ТЗЛШЧЗСЮМ ШШВРСИ'ЕЗТ

На правах суконпсл.

COTOMAiiOP itopnano Xyß't

АНШЗ И синта ЦЫЖШХ СКСТШ ТОРАВЛШЛ ЭйЛДРОПРиЕОДШ С ¡ШШСАЩШШН ЕтдаОРАШ

с!пб1Т"ллетооть 05»09.03

Эжт-ротейшчвомю кашавси a оиогеш,

шип-лзд их упрзвлсакз д рэ1?л1*ряг;.И!По

АШ0?ЛЙ5РЛТ Д1ШШД1ГИ

аа совогеш'о ,\";онр!; сгспзля ПП',:'Г'15П

ггуп ■

h

\

„■-аоота выполнена в Санкт-Петербургском "юоудароташшом Тохничаском Университете

руководитель; д.т.н., npoi^ecccp Ковчш С.А.

Сфйщадъше охшоненти; д.т.н., прравссор Новиков В.А.

к.т.ц., доцент Ковалев E.H.

Водуцая организаций: Ocoöoq ксаотрукторскоо бюро станкостроения (г.Санкт-Петербург)

%

£ацага 'состоится "10" икая ISbSr. в часов в ауда-- _ / '

торн» . учебного корпуса на заседании специализированного Совета К 063.38.25 при Санкт-Датербургскои Государственном Техническом Университете.

Отзывы на аэторзч.щраи просим тпразлять по адрасу: 195351, г.Сазшт-Пзтзрбург, уд. 11одщ:е;аптескаа, д.-¿у Сойот С.-ПбГТУ. ...

О дассвртаищвй к<шо ознакомиться в <3ибда«к»ш С.-¡МТУ, ¿зюрО'&ра-г разослан "20" кчя IK3 г, •

. Ученый cejyparap^ спэциалавгшовашюго Союота, к.т.к., доцент

'А.Н.Кривцов

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЦИ&РОШХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМ С КСЫПЕНСАЦЩШИ РЕГУЛЯТОРАМИ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивное развитие современных средств вычислительной техники привело к широкому распространении цифровых систем управления, которые в настоящее время используются в различных отраслях прошлленнссти.

Методы и технические средства проектирования цифровых САУ оущеотвенно отличаются от классических методов, применяемых при анализе, синтего и проектировании систем непрерывного типа. При этом, в свя?и о цифровой характером обрабатываемой информаций, в цифровых САУ требуются решения целого ряда специфических аадач. Нардау с этиы, в технологических процессах иногда аналоговые сяотемы заменяют цкфровыш только потому, что последние депевлэ н надежнее. Это приводит к необходимости того, чтобы цифровая система обладала теми жэ свойствами, что и непрерывная. Последнее отавит перед нами вадачу синтева цифровых регуляторов, обео-печкващихся в цифровых САУ динамичеокие процессы, адекватные процесоам в непрерывных САУ.

Поэтому углубление изучения новых структур и свойств цифровых сиотем, а также сохранение достоинств, которые присущи их непрерывным аналогам достаточно актуальны, как в теоретическом« так и практическом отношениях.

Цель работы. Аналив динамических характеристик цифровых систем автоматического управления о раайгагаша отруктураш дкса-ретной иди приведенной непрерывной чаотл н, в частности, ця^о-вшс систем подчиненного управления. Это цель достигается решением оледупцих в®дач:

- разработкой ыагсднк определения передаточных функций цифровых систем подчиненного управления электроприводами к описанием ыотодик их исследования;

- исследованием усгоРчивосте и качестзи ЦСПУ о ЦР, порченными при прямой дискретизации 1'Д кокпенсадюшшх аналоговых регуляторов непрерывных СПУ с;а в аапацоивания и при учме запаздывания!

- исследованием влияния различных линейных акстрааоляторов и длительности периодов квантования ишульсних элементов на работу цифровой ьетоштической систеш;

- исследованием влияния полисов и нулей модели объекта управления на динамические свойства конструированной цифровой адто-иатическоЯ смотаны н, б частности, ЦСЕУ|

- сояцаниеи и разработкой «атчдов синтеза цифровых рогуяяторог, обесеечиваицих вдакватные динщичаские процессы & цифрошк и непрерывных САУ{

- - разработкой а приложений иотода декоипоэи^и квантователей для исследования дшашчэских рентное в цифровых системах слектроприаода, содержащих ивяульснца элемента, работающие о р&вличндаа интервалам ксантогания.

Ноуовч исследования. Работа шчолнена с применением фундаментальных положэний теории мтоцатаиеокого управления, теории одахср<ш$ивод& и сиотеи упрсвлскшя, «атсштическсго ана-

лаеа и цсдаелиросйиия систем на 32.'.

Научная нотсигуш.

2. Лояучешша обобщенна® Еараеенип дискретных перадаточных функ-1Р$ дафросих та стаи водчинвниого управления настраиваемых на ыояулыай или «татрмчшЯ оатыуш, ползали» оценивать

влипние настроек параметров регуляторов, пидов гшстраполп-торов ¡1 интераамш квантования импульсных элементов на динамические характеристики исследуемой систеин.

!. Получешшо результаты поведения нулей и полисов катенат>:чос-кой подели на Л -плоскости при переходе от попреривного на цифровое еэ исполнение позволяют рационально построить цифровые регуляторы.

). Согнанный новый метод весовых коэффициентов параыегричеоного синтеза ЦР и разработанная методика его применения позволяет обеспечить адекватность динамичеаких процессов в цифровых и аналоговых САУ с малыми рассогласованиями.

I. Разработан метод еннтега ЦР, обеспечивающий качество процессов в ЦСПУ, адекватннх процессам КСПУ, настроенной по НО или СО. Он основан на использовании уравнений модульного критерия оптимизация дискретных САУ, которые определяют свяаь мекду параметрами ДПФ замкнутой системы.

5. Разработанный метод отруктурно-параметричеокого синтева ЦР, основанный на использовании функционала модифицированной ошибки аппроксимации может успешно применять для обеспечения адекватности динамических режимов в непрерывных и цифровых САУ при любых интервалах квантования.

5. Впервые показано, что применении эквивалентного экотраполято-ра первого порядка позволяет существенно повысить качество динамических процессов в ЦСПУ при её работе о большими периодами квантования.

г, п кбантеВемив

7. Покавано, что многократное яммма цифровых САУ монет

быть использовано о целью улучшения качества процеооов в таких системах. Особый интерео предотавлявг иапольаоваюсе принципа декомпозиции квантователей о задержкой для исследования

динамики ряда структур современного цифрового электропривода. Для таких целей метод декомпозиции квантователей использован впервые.

Практическая ценность.

X. Результаты диссертационной работы позволяют сохранить достоинства принципа подчиненного управления при проектировании цифровых систем управления электроприводами.

2. Результаты исследования поведения нулей и полюсов ДГй цифровых САУ позволяют удачно выбрать метод синтеза их цифровых регуляторов.

3. Разработанные методы синтеза можно использовать при построении цифровых регуляторов, обеспечиващих адекватные динамические процессы в цифровых и непрерывных САУ,

4. Применение эквивалентного экотраполятора первого порядка позволяет повысить качество процессов цифровых САУ, работающих

6 большими периодами квантования.

¡5. Использование многократного квантования позволяет улучшить качество динамических харакгериотик цифровых САУ. Вместе с тем о помощью метода декомпозиции квантователей можно проводить исследование большого числа структур современного цифрового электропривода.

Положения, выносимые на защиту,

1. Сюйотва и характеристики дофровых САУ при учете влияния частоты квантования и времени чистого запаздывания, а также применение »котраполяторо» нулевого и эквивалентного первого порядка.

2, Метод синтеза адекватных настроек дофровых и аналоговых регуляторов« основанный на дискретизации аналогового регулятора и ноаольаованив весовых коэффициентов.

. Л'отол синтеза аяекпчтшгх нястроек шиТроягх и аналоговых регу-лятороп, основании!'. па молельном крптэряи оптимизации лля 1CW.

, Катод синтеза адок-лтнкх настроен ии1ротз-:х и аналоговых регуляторов, основании" на минишзашш.мотягировянного функционала ошибка аппроксикаили. . Свойства ШчровоГ CAV, имэтей квантователи в контурах управления и обратно" связи, райота»»те о разными периолаш квантования.

Апдробагир габоти. Результат работы локлапывалиоь на науч-;ом техническом семинаре "Элэктропривол с таЯрошм и raiïpoanaio-'овкм управлением" ^еврапя г., г.Санкт-"етерйург, а

aK.se на научно-техпи^ских семинарах ка^ялры ЯЛУ Санкт-ГТетер-ургского государственного технического университета в 1Р?0, 991 и 1ГРР гопах.

Публикации. По результатам вниолненннх исследования одубли-:овано два отатьи.

Сттуктгга и объом работа. Лиссертатя состоит из введения, ютырех глав, заключения, списка .литературы н приложений. Она юдор.шт странип сквозноГ нумерашл, в том число ЗЯО отранип

юноввого текста, о иска литегатурн из 34 наименований на А стра-ипах, илл'сстрлрованноЯ рисунками на ГО отранинах, ооперлит ' ijuлозаняя на страяипах.

Сттукгута и обт'эе сояет-катиа лиооогташи.

Солерланнэ работы.

Во я-;егпнии. Обоснована актуальность тем», сформулирована ¡роблома исспепопаняя, г.оно краткоо соизрлшгаа работы uo главам, шяолони остюшшо иолсиеняя, внносикно на затпту.

Б первой глава обосновывается необходимость исследования свойств цифровых 11!^. При описании струи тури цифровой СПУ, показано, что преобразователи (АЩ или ЦДЛ) иогут г ыть представлены двумя рарньъш моделями. В зависимости от выгранной модели« при анализе условий отсутствия периодических рсчо.мив в цифровой система, могут получиться разные запретные зоны (ограничения) для её параметров. Принятая в диссертации нотодика линеаризации характеристики преоораэованелвр секущими ссиовыш на чей, что при построении цифровых СПУ точный расчет их динамики, с учетом квантования по уровню, не представляет особого интереса, поскольку считается достаточной лишь оценка дополнительных движений системы и дополнительных ошибок, вызванных отип квантованием. По г. тону при анализе и расчето цифровых САУ используется ли неарированная характеристика АЦП с коэффициентом передачи Кл» А" (для ЩЛ Кч - <5Ч ). Таким о бра рои, цифровую си стону мотао рассматривать кан шпульсную и провести их исследование с поыоиь» математического аппарата импульсных дискретных функций. Учиткве ото, всегда можно привести и исходную структуру цифровой СПУ к более упрощенной форме. При птоы передаточную функцию системы находим пользуясь этой упрощенной структурой с помощью одной и! предложенных методик их определения. 11а основе полученного выражения дли "вход-выхода" системы в дальнейшем сначала выполня ется аналитическое исследование, а затем решается радача ските ва цифровых С11У.

Вторая глава лосзяцена исследованию устойчивости и к&чеот в& АСАУ с ЦР, полученными при пряаой дискретизации Щ> коыпенса цусгкли оналогешх регуляторов непрерывных САУ, в том числе и вра уаото еапаадиаания в састеив. Исследуется такке влияние дл уедънаста яериодоз квантования импульсных элементов и различи

jhoí'hux экстра, сигт^р в па ra^Tv rm'ponot! сяст<?ми. Конкретные гс.е ■ncnnv.ir щ: от'яадся для ГС*^ элоктролрипояом - управляемый и рякиталь-тигато"*- с алатогоБ'.п.. регуляторск в коитуро тока raí рои.w гот уля тором п контуре скорости (рис.}, а), уирошанная труктурпая сх на ког р, г призе иона на рис.!, б.

ТиОр.чзоГ ротутетор скорости коистртлрявган га основа ГШ ана-сгового ДИ-тот-уягтора, ' астр,-одного на "сюл/.етршшй оптгум", ри этом ДВФ цифрового Щ-регулятора при использовании .дптэгри-озаряя ао методу пргестгг ш!ик-?в, rtv-дег иг.'вть такой щд:

Ш = IL-Рт Íl>

г -1

, - но kotoüv грапогиГ -

Dfzl= ¡<+ ^vyfrf • 12)

"декретная гтф разомгкуто" исслп дуемой О К? в плоскости • 2 " и " W " яшшснвагатся в бятгр "разсения

Кроют №0, для ул. (1ства за.леей выражений ГК в плоскости ' w " вводил: л^шпигвлыю обозпа'"'няе V=lw . Гакам образом юлу они посмет.снвнл Л"С сиетеш с экстра ¡.олятороы нулевого тряпка

У (НО)-

30 ~ VlU*D.V) i с экшвалоптккм эястраиолятором первого лорялка

В áopjv.ia;:. О) и значение 0, <5упут разныо, в зависп-аостя от шпа лгяг."ля?мото этегряш-от-ора.

Длк гшуддалогля ИФ сист к'! с чистим за:язговавдвм вес-..■ользужея г rvvnr ? Сз), но ¡ригоияя сыагвшюв преобразовал::? 2г ,

Рис Л. Схемы ЦСПУ электроприводом - управляемый выпрямитель - двигатель: а - исходный чарианг; б - эквквалентнчч структурная схема

ри этом получим ДЛФ разомкнутой системы о ооответотэуицим зкот-глолятором W/V, £), кроме того о целью сопоставить свойства сио-еы по их частотный характеристикам, введем эквивалентную ДМ кстемы со смещением

„¡УЛ.1 г ' (5)

помощью выражений (3)-(4) или (3)-(5) для определенной ДО5 И-регуллтора (I) или (<), Ныли построен» АОХ разомкнутой сио-емы. В этих характеристиках приведены налретнке воны соответствующие показателям колебательности И » I,t6 и 1,8.

Показано, что качество динамических характеристик ЦСПУ су-ественно ухудшается при наличии больших периодов квантования, то приводит к необходимости разработки новых методов построе-ия компенсационных регуляторов.

Задача построения регуляторов, которые обеспечили бы в цифровых системах динамические процессы адекватныз непрерывным Ш настроенным на "МО", решается при реализации модульного критерия оптимизации применительно к ДСАУ.

,Пусть дискретная передаточная функция замкнутой цифровой (истемы имеет такой общий вид

фт- Bmzn*Bm-,Z"" + у+ В» (6ч

У An?n + Ая., я""' A't

уют^п и г = е'шТ ,Г- период квантования.

Удовлетворяя условиям модульного критерия оптимивадаи бадя 1аРдены выражения, определяете саяри ые*ду параметрами систем»

=Bj(n-tfB+(n-zi'B*- -*Вп.гЬ Bn_2{<n-?fB^(n-ifB^ >8nJ< -*ВЛ >(7>

'де К » к, 4, G...

Количество уравнений (7) определяется числом неизвестных шраметроа, Цифровой регулятор, полученный с помощью вяреяеняй

(7) обеспечивает устойчивую работу ДСАУ и качество динамических характеристик близкое к качеству ЯСАУ, это выполняется и для . «качений периода квантования соияыеримнх с некошонсируемой пос тоянной времени электропривода. Однако, нахождение параметров Ц большого поряяка <ЩД, ЩЦ и т.д.) с помощью вгракения (7) для ОУ, имеющие нескольких инерционнкх звеньев о большими постоянными времени» связано с решением непростой системы уравнений.

С целью построения линейных дискретных регуляторов большого порядка, отвечаицих условиям модульного критерия оптимизации, г работе предложен новый способ. Данный способ заключается в компенсации "т-|" нулей и "(1-2 " полюсов ДПФ приведенного СУ (и, - порядок числителя и знаменателя), частью полюсов и нулей ДПФ регулятора, & ватем уже оптимизируется разомкнутого контур« с ПИ-регуллтороы о помощью выражения (7). Исследование влияюи эквивалентного эхстраполлтора первого порядка в ЦСШ проводите) для №стены о ЦР, параметры которого были рассчитаны для работ) с екстреполятором нулевого порядка, при этом для нахождения ДП(

йепрершной чазти САУ используется выражение:

-

где М30(1,о) - ДПФ раяомкнутой системы при наличии £0.

Проведено исследование поведения нулой и полюсов ДК> приведенного ОУ на плоскости " 2 Это исследование вахне потоку, что при синтезе цифровых систем, в зависимости от расп лояэния нулей и полисов их мвдела, следует использовать те или иного видь регуляторов. В частности, при расположении нулей вн "еав:нвчнойв окружности, традиционные методы построения компенс циокнах регуляторов нельзя иопольаовать так как неидеальнвя ко сенсация этих нулей (веоьиа вероятная на практика) будет привс ди*ь и неустойчивой работе макнутой систем».

'При использовании акстраполятора нулевого порядка, ДП<5 приведенного ОУ, определяется выражение»

Практически нет прямых обобщенных формул для расчета нудей таких функций. Значение каждого из нулей при веденной модели ОУ зависит от значения постоянных времени авенъев ОУ и периода квантования испольеуемых импульсных элементов. Кроне того, при наличии в САУ звеньев частого запаздывания происходит сшвиг всех нулей функции Wt(z) в плоскости "г Таким обраво», учет аяяюшя этих параметров на расположении нулей математической модели ДСАУ позволяет рационально выбрать структуру ЦР.

Третья глава , посвящена синтезу регуляторов, Обеспечивакцйх адекватные динамические процессы в цифровых и непрерывных САУ. Рассмотрим три метода синтеза последовательно компенсационных цифровых рещуляторов.. При этом практически решается вадача построения таких регуляторов, которые обеспечивает динамические процессы в цифровой системе подчиненного управления (рисЛ), адекватные процессам в непрерывной САУ (рис.2), иаотроеннмй "на сякыот-ричный оптимум" (предполагается / ).

Кетод синтеза цифровых СПУ, основаюшй на модульном критерии оптимизации дискретных САУ. Звеоь для нахождения параметров ЦР т&тэ используется соотношение (7), Оанако в этом случав, уравнения составляются для усеченной ДМ «шкнутой оистемы. Усеченная ДЦФ отличается тем, что в полиноме числителя отсутствуют члены с производной от входного сигнала. Применяя выражение (7) дня п. ' с и я = 4 получим сведущие параметры ДПФ ЦР вида СI)

KW--

i

fit 3«-(H-Df IK,,

Рис.2. Структурная схема непрерывной САУ

Рис.3. График зависимости та), при которой в ЦСАУ обеспечивается динамические процессы, адекватные процессам в НСАУ(СС

/ I При учете чистого ваяазянваяня в ЛСАУ иогко также вехой» с номогьв уравногий (7) яараыегтя IIP.

Метол сингаза адекватнкх настроек ш$говшс и аяаигогових рв-зуляторов используш^й в'оовые коэМипионтн, в этом методе, псиеша прямой дискретизации УК аналогового Пй-рагуяртора h/pc/s) ыэто-доц пряыоутолышков ют трапепий, а полученные ■ выражения ® добавим восовне коэ№пиеита. обеспэ^иваигая в иоызиты квантования совпадение ординат перегояннх характернотвк нецрэризноа я дискретной СХУ. ,

Структура ЦР пуи ивтэггированяи "по методу прямоугольна коп" н реализации ПИ-яакока управления drnnr

от* pK + fiK'jrr

где "j> " - весовой кооЭДлшонт по пропоргаональяой соотавдягаей я - весовой коэЭДитаоят но интегральной ооставляшей в ва~ хонэ уигааганая ЛОЛУ.

Яря интегрировании "по методу трапеций"

2/2-1)

Для ЦР , реализуемых ' по этил выражениям, аолучам еледупязв соотношения ыяжлу весовыма коэЭДишеитаыа

А,- gcC идя А - . Л9)

р mD.-{ р mDo

Таким, сrtfазом, для получения адекватных настроек IIP в ЦСГ7 api близости значения яэкошлрпснруецой постоянной времвет и инторвала квантования Ы.4{5 I- 10) можно воспользоваться оо-отнояегаяш (В). Однако при этом one дуэт нб пользовать виачвяяя показателя "т", характ^тиэттаяа яюшадку ЛСАУ дяя о предо ленного оС (рис.Г). а на показателя колебательности № для ГОЛУ.

В астатических ИСАУ параметры прояорши нашгок составляйте!! Ш> могут выбираться такими же, как и в непрерывных системах ( р ж 1). При этом относительные погрешности настроек не проадиа-ют нескольких процентов.

Третий метод относится к матшнно цюграымируокык. Он основан да иинамизапии моднфишрованной интегрально!! квадратично" ошибка аппроксимации характеристик 7ПАУ характер«тикам в частотное области непрерывной системы. При этом при заданной структуре параметры ПР находятся как результат кишшизаши данного йункгаонала. Данный метод учитывает также возможности нестроения Ш3 с передаточный функциями. оо степенью астатизма соотвотствуюлей аналого-вш регуляторам аппроксимируемой непрерывное си с теш.

Паре даточная функпая исходной ГСГО" <рис.2) определяется выражением

А ... ^с(5)Ш5\

В соответствия о рвс.1 мохно записать для ДЗАУ

Ф/с)- - ыуШЫ

/ Х№~ 1*0Ь)ЩЩ&(г} ^декретная ГО ЦР в области " */ " представим в таком виде: П^ ^-^"-'¿■■.»а.ь'+о.— '

где т - степень числителя, ^ - степень астатизма и

п*1 - степень полинома знаменателя, примем ГП£Гм{, о,- и Ьу- постоянные коэффициенты. Цра переходе к ; севдочастогным характеристикам, А5Х пирровой системы получим:

■ , ГШ + ШХ) _ РУД!..

ЗОЫЛШ " ГШ

Аналогично, для непрер«ных систем будем иметь;

Ш)ЦОМ 07Д» . Выравим рассогласование частотных характеристик НСАУ н ДСАУ

Оптимальные величины для аи 6,- могут бить найдены минимяаируя иодифицированную интегральнуц квадратичную ошибку аппроксимации

Дг \

Л '>, Чтобы этот функционал имел минимум относительно и Ьу , необходимо иметь »

Э£„

= О

дЕп

= О

(10)

Эа; ' эЬ,

Выражения (10) представляют собой систему П*т уравнений, которые позволяют определить такое же количество неиавеояшх

На основании (9) и (Ю) составлено матричное уравнение вн-т

да:

а* а, Т уа у,-ц...

а> _ <4 И...

ь, -оУ, 0 -И» 0 ■••

Ьг а А ц о -К--

ь« аЛ 0 И, £)•■•

-и 0 ^ ..-Ц-Н 14- К О -У, игуг.. О о--ч, ^ Ц-- -К О Ч-

Для этого матричного уравнения составлено программное обеспечение, автоматиэирущее всо операции еиитева цифроввх енотам.

В четвертой главе проводится аналитическое исследование ди-наюгаемшх характеристик многократной сивтемн со структурой, показанной па рио.4, где в контур обратной связи (в отличии от рис.1) введены квантователь, который работает о периодом т/Ы ( N - целое число, не равное нулю) и эквивалентный вкотраполятор первого псряака.

При работе контура ОС о квантователем о периодом Т'= Т/М н еквиваленпшм вкотраполятором первого порядка, согласно алгоритм фунншоиирования таких зкетраполяторов, значен ко на его выходе определяется выражением

Ук[пТ')=-$УСпТ']-0.5Г[(п-<)Т'] .

Окнахо, квантователь установленный перед ЦУУ о ДЩФ О/н) , «аотавляет определить лить вначэиил на выходе эквивалентного око' рапояятсра первого порядка в моментах "пТ которые находятся п< формула:

XхСпт] = §ГСпт]-о,5Г[пЧ-£}т] .

Применяя метод декомпсвиден квантователей, исследуемую сяотему мохно представить в виде, мвображенном на рио.б.

В соответствии о известными соотношениями, характеризующими данную систему, получим:

£(?] = х(н]-У<,с(н; ,

-т^ё'^Ь- ■ *Кшз1Г,ИТ/ы]г[н(в)ё1,'-1>м'']} .(к)

На основании схемы, и вображенной на рис.5 "н " преобразование выходной величины записывается так: в

У (г) - 0(гШг>Е(1) .

Рис.4. Струнтурная схема ЦСАУ с квантователями в контуре управления с периодом квантования Т и в контуре ОС с периодом Г/Н

Т. ТИ

jQS)

Рис.5. Модель, полученная при использовании в сиетеив не рис.4 техники декомпозиции квантователей

Формула для ЕШ в последнем внраяении может быть наклона, решш совместно (II) н (12).

Для нахождения членов в выражении (12), представим ДПФ эквивалентного вкстраполятора в канале ОС работающего о периодом Т/Н

ггн

ДПФ приведенного ОУ по отношению к сигналу управления Суде

" ** г

Параметры ПИ-цифрового регулятора С ДПФ ОН) выберем те же которые были получены при использовании первого метода, изложен кого в гл.з.

Таким образои о помощью полученных выражений можно рассчитать данные для построения переходных характеристик данной системы. В работе это было выполнено для М = I, 2, 3.

ЗШ1ШШИЕ.

1. Покаяано, что при исследовании динамики цифровых САУ электрс приводами качество процессов следует оценивать не только о общих повидайI определяемых их наотройкой, но необходимо уч1 тавать и процессы, обусловленные цифровой обработкой информг ция, присущие цифровым системам. Также необходимо исключить воаможность возникновения автоколебательных режимов, вывыва! щих неравномерное движение привода в области низких окороок

2. Доказано, что в цифровых системах на качество динамичеоких режимов влияет период квантования, в вависииости от его вел! чины по отношению к некомпенсируемой постоянной вымени элв! ропривода (), При значениях периода квантования, соизмер! »¡ах о Тм « испольвовании метода прямой дискретизации П$

коигенсзцисиних аналоговых регуляторов показатели качества цифровой САУ существенно ухудшаются, причеы при дальнейшем увеличении Г система ыояет стать неустойчивой. Покапано, что чистое ?.чпа?дыеаииэ а цифровых системах существенно искажает ее дшлыические характеристики. При атом, воли при использовании метода прямой дискретизации но учитывается значение чистого »апагдыгания, то при ого соигшзриыос-ти с периедои квантования систеца существенно терязт качество или даэе устойчивость.

Доказано, что динамические реетш в цифрокых САУ существенно отличаются от ретаыоз непрерывных САУ при значениях периода квантования, соипюркмых о Т^ , что гривсдит к разработке но-еых нетодоп синтеза цифровых регуляторов, обеспечивавших ва-данные показатели качества динамических режимов.' Покавано, что применение оквипалентмого окстраполятора первого порядка по?золяат еущвотаенно погасить качество процеосоз цифровых САУ при ее работа о бодмши пэрисаеми квантования. Реализован модульный критерий оптииаеации для дискретных САУ. Н&Рдены соотношения, определявшие оаявь шизу Парыиюраки ¿ПФ ваыкнутой цифровой СПУ, о поыощьр которых мовдо построить ЦР. При этой учет чистого ипадазания при рлсчото пардоетрса ЦР позволяет сохранить осногние покаеатэяа качеотга нзпрермэ-ных САУ.

Предложен способ построения ШЩ цифровое регулггеорсз, сбеа-почиваздих адекватные дннамичаскив вроцэссу в цкфроягх и иэ-прерывннх системах подчиненного'упрколеггая. При исиэльвова-нии этой методики удается избегать грогшгдкого ревокая систем уравнений, связанных о применением соотнесший модульного критерия оптимизация диокретннх САУ.

8. Показано, что применение определенного видь регулятора связано о расположениями не только полюоов, но и нудей ДПФ приведенного объехта управления а "H"-Плоскости.

9. Разработан метод синтеза ЦР, обеспечивающий качество процессов в ЦСПУ, адекватных процессам НСПУ, настроенных по СО. Он-основан на дискретизации ПФ аналогового регулятора п использовании весовых коэффициентов.

Ю.Разрайстан метод синтеза ЦР, обеспечивавший качество процес-оов в ЦСПУ, адекватных процэоеам НСПУ, настроенных по ЫО или СО. Он основан на использовании уравнений модульного критерия оптимизации для дискретных САУ,

11. Разработан метод ештеза ЦР, обеспечивающий качество процессов в НСПУ, адекватных процеооам НСПУ, о любой веданной настройкой. основан на использовании модифицированной функциональной опибки аппроксимации.

12.Доказано, что применяя эквивалентный экетраполятор первого пс рядка в контуре обратной евявн, удается улучшить качаотво й

увтойчивовть цифровых СПУ в целом.

п ь&штовахме , „,„

13. Показано, что многократное иммм цифровых САУ мо*ет

быть испольвовано о целью улучшения качества процесоов в эле] рсарнводах.

По тема диоовртационной работы опубликованы следующие раб<

1. Ковчин C.B., Сотомайор Х.М. Свойства цифровых систем подчхне! ного управления //Ивв.визов. Электромеханика. 1991, » 6,

С.61-67

2. Ковчкн С.А., Сотомайор X.U. Адекватные настройки цифровых н аналоговых регуляторов электроприводов //Материалы семинара "Электропривод о цифровым н цифр о&налоговым управлением" 18-19 февраля, Санкт-Петербург, 1992.