автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение точностных характеристик контурных систем управления машиностроительного производства

На правах рукописи

Мякишев Владислав Витальевич

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТУРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность: 05Л3.06 - Автоматизация и управление технологиче скими процессами и производствами (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена на кафедре «Электротехники, вычислительной техники и автоматизации» Санкт - Петербургского института машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент A.M. Лихоманов

доктор технических наук, профессор Б.Ф. Дмитриев кандидат технических наук, профессор С.В. Демидов ОАО «Компрессорный комплекс»

г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 14 ноября 2006 года в 14 час. в аудитории 232 главного учебного корпуса на заседании диссертационного совета К 212.222.01 при Санкт-Петербургском институте машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ) по адресу: 195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., д.14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского института машиностроения.

Автореферат разослан « ТЬ » <£> ^¿сэ^Рря_2006г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 212.222.01

д. т. н, профессор <Л.Н. Бердников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Наиболее полной характеристикой точности систем числового программного управления является точность работы в контурных режимах. Точность систем числового программного управления не может быть охарактеризована одним каким-то числом — она меняется в зависимости от вида и режима обработки, размера и профиля изделия. Повышение качественных характеристик последних возможно не столько за счет развития конструктивных решений, сколько за счет повышения уровня и расширения средств автоматизации. Удельный вес погрешности следящего привода в балансе точности обработки достигает до 50-60 %. Качественные характеристики приводов подач определяются уровнем аппаратных средств и структурно-параметрической организацией законов управления. Задача достижения статических показателей качества в настоящее время практически решена. Проблема повышения динамической точности координатных приводов требует дальнейшего развития.

Поэтому поиск способов повышения динамической точности координатных приводов, выполненных на базе структур с модалыю-подчиненым регулированием координат является актуальной проблемой. Диссертационная работа поддержана администрацией Санкт-Петербурга, Министерством образования Российской Федерации и Российской Академией Наук в форме персонального гранта АСП №301388, диплом победителя Санкт-Петербургского конкурса грантов для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов.

Цель и задачи работы

Повышение динамической точности координатных приводов контурных систем управления машиностроительного производства, выполненных на базе структур с модально-подчиненным регулированием координат.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- проводится анализ принципов построения и режимов работы контурных систем, методов коррекции, структурной организации и влияния точностных характеристик координатных приводов на качественные и количественные показатели механической обработки;

- проводится синтез и анализ динамических характеристик стандартных форм для линейного задающего воздействия с пропорционально-интегральной и пропорционально-скоростной составляющими в законе управления;

- для достижения заданных динамических характеристик в типовых режимах работы (отработка ступенчатого, линейного и гармонического за-

дающих воздействий) разрабатывается многорежимный регулятор на базе использования системы управления с переменной структурой;

- для режимов линейной обработки и позиционирования по назначенным траекториям движения синтезируются программные управления, а для гармонического задающего воздействия - корректирующий ступенчатый сигнал;

- разрабатываются алгоритмические процедуры синтеза законов управления координатными приводами различной структурной организации;

- выполняются компьютерные исследования для оценки степени достижения поставленной цели, проверяется соответствие полученных результатов с известными и прогнозируются рациональные области применения разработанных процедур.

Методы исследования

Теоретические исследования базируются на использовании современной теории управления, операционного исчисления, гармонического анализа и синтеза, теории вынужденных колебаний, теории автоматизированного электропривода. Теоретические результаты подтверждены математическим и имитационным моделированием на ЭВМ.

Научная новизна диссертаиии

В диссертации получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Стандартные формы для координатных приводов контурных систем управления при линейном задающем воздействии, реализующие квазиоптимальную по быстродействию траекторию.

2. Многорежимный регулятор, обеспечивающий достижение необходимых статических и динамических характеристик системы при типовых задающих воздействиях.

3. Частотный подход к синтезу программной упреждающей коррекции в режимах линейной отработки и позиционирования.

4. Способ компенсации собственных движений динамической системы, обусловленных корнями характеристического полинома, при отработке гармонического задающего воздействия.

5. Методики синтеза координатных приводов с различной структурно-параметрической организацией законов управления, основанные на частотном подходе к решению обратных задач динамики при искусственной периодизации заданных переходных процессов.

Практическая ценность и реализаиия результатов работы

Разработанные аппаратные и программные подходы снижения динамической погрешности доведены до конкретных алгоритмических решений, стандартных форм, структурных решений и практических рекомендаций для режимной настройки систем.

Разработаны инженерные методики синтеза координатных приводов различной структурной организации, сочетающие в себе достоинства методов обратных задач динамики и частотных методов, позволяют:

- учитывать кусочно-линейные нелинейности и ограничения на фазовые координаты;

- оценивать желаемое динамическое поведение синтезируемой системы прямыми показателями качества (время регулирования, характер переходного процесса, перерегулирование, затухание и т.д.) на стадии постановки задачи;

- на стадии проектирования более точно прогнозировать динамическое поведение управляемого объекта;

- обеспечивать более полное использование энергетических, вычислительных и информационных ресурсов, выделяемых для реализации целей управления;

- сократить объем проектных работ, время проектирования и ускорить ввод в эксплуатацию высокодинамичных систем управления. Рекомендации и результаты работы использованы в следующих организациях; машиностроительная фирма ОАО «Компрессорный комплекс», предприятие ООО "Первая компьютерная помощь", предприятие ЗАО "Академия прикладных исследований" и в учебном процессе Санкт-Петербургского института машиностроения.

Апробация работы

Основные результаты работы изложены автором: на межвузовской научной конференции XXVIII неделя науки СПбГТУ 2000 г., на XI и XII региональных конференциях «Экстремальная робототехника» 2000-2001 гг., а также на научно-технических семинарах Санкт-Петербургского института машиностроения и кафедры "Электротехники, вычислительной техники и автоматизации".

Публикатш по работе

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 патента.

Структура и объем диссертаиии

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения; изложена на 205 страницах, включая: 16 - таблиц, 42 страницы рисунков, 13 страниц приложения и список литературы из 145 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели и задачи работы, приведены основные теоретические и практические результаты, а также их новизна, даны сведения об апробации работы.

В первой главе дается анализ принципов построения и режимов работы контурных систем, а также влияние точностных характеристик координатных приводов на количественные и качественные показатели механической обработки. Режимы работы следящих приводов подач принципиально отличаются от классического следящего привода, в котором входные воздействия носят случайный характер. В контурных системах следящие приводы воспроизводят программу, содержание которой заранее известно. В 80-90 процентах случаев необходимо отрабатывать ступенчатое, линейное и гармонические воздействия. Получение необходимых статических и динамических характеристик для указанных режимов в детерминированных структурах носит взаимно-противоречивый характер. Рассматриваются способы повышения точности контурных систем структуры и методы синтеза координатных приводов. Прогнозируются возможные пути повышения точностных характеристик контурных систем за счет снижения динамических погрешностей координатных приводов, как аппаратными, так и программными методами коррекции. Дается анализ методов синтеза и оптимизации законов управления координатными приводами, делается вывод о целесообразности использования методов на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики.

Во второй главе для следящих электроприводов с линейным управляющим воздействием сформулирована и решена задача синтеза стандартных форм применительно к законам управления с пропрорционалыю-скоростной и пропорционально-интегральной составляющими

К[А] = к,е[Ь] + к5£ф] + КМ/'X г[И-1]}; "ПН (1)

(=0

аппроксимирующие квазиоптимальную по быстродействию траекторию выходной координаты, где Х3[И], У [к] - сигнал задания и истинное значение перемещения по оси за Л-ый цикл прерывания. Задача решается на основе частотного подхода к решению обратных задач путем искусственной периодизации заданных переходных процессов в соответствии с функционалом

){г( о-г'

при выполнении

ф(з, Х)ев,

где С - множество физически реализуемых функций Ф(з, X); §. заданное значение погрешности; У*0) - желаемый переходный процесс; Г/ -интервал сравнения; Х - вектор варьируемых параметров, которые являются коэффициентами дифференциального уравнения

<Н*.Х)

Ж

(2)

A(p)Y4(t)=B(p)V(t); p=~; V(t)=rt; (3)

at

Ap)=; a. = i; Ш=<; ».

i-O 1=0

Управляющее воздействие V(t) и выходная траектория Y*(t) искусственно периодизируются в соответствии с правилом:

Z,(0 = F(0; Z2(t) = r\t) npuOZtZj;

и соответствующие периодические движения Zl(t), Z2(t) аппроксимируются тригонометрическими рядами Фурье:

СО 00

Z, (0 = Р0+^Рк cos kcot + 2 Fk sin к oot\

® ® 2я lit ^г(') = Л> + cos£ft* + £Bt sinfotf; iu = — --.

a-I A-I Г qTy

Тогда решение задачи сводится к решению системы алгебраических уравнений

J А' + В] . . Ак Рк 1тФЦсок)

V2 * = РО; arctg-i- - arc#= arctg " v/. / , (6) jPk2 + Ft Вк Fk Re0(jak)

порядок которой определяется числом оптимизируемых коэффициентов.

Решив систему (6) при различной размерности вектора X г можно построить многообразие дифференциальных уравнений (3). При этом в качестве условия доопределения выступает точность реализации Y*(t) (значение функционала (2)), т.е. число гармоник, учитываемых при синтезе, а в качестве условия решаемости задачи - условие устойчивости синтезированного дифференциального уравнения. Решение системы (6) при п>4 приводит к неустойчивым результатам, что говорит о невозможности строгой реализации заданной траектории линейным управлением. В данном случае характеристический полином системы рассматривается как произведение основного и вспомогательного.

Так, для управлений (4-6)-го порядков будем иметь соответственно: АА{р) = {рг + Clx€0p + €02a^fjpi + mcobyp + т2й>2Ь2);

А5(р) — (р3 +aittp2 +а2а>2р + й)3С13У(р2 + та)Ь1р + т2а>2Ь2);

АО7) = {Р3 + яр2 + (h^P + Хр3 + *псоЬ{рг + т2а>2Ь2р + т3й>363);

При т>5, влияние вспомогательного полинома по управляющему воздействию незначительно, а по возмущающему — существенно. На рис. 1-2 представлены графики изменения ошибки синтезированных на-

строек 6-го порядка при линейном управляющем воздействии для различных значений т.

Е(Ою,рад-с"'

¡¡г

е.1 ют

ю>

%........Н........(.........Г»........2.......

е(Оо>,рад-с*'

|| IV -

О А, %........ёЧ'........1.........

"'1'........14

ио\

Рис.1. График ошибки при ш=10 Рис.2. График ошибки при ш=20

На рис. 3-4 представлены графики изменения угла и скорости на скачок возмущающего воздействия при различных значениях т.

Проведен анализ предельно достижимых динамических характеристик синтезированных настроек при линейном управляющем воздействии, а также на скачки управляющего и возмущающего воздействий. Синтезированные настройки при линейном и ступенчатом управляющих воздействиях обеспечивают значительное снижение максимальной динамической погрешности в зависимости от порядка дифференциального уравнения и значения перерегулирования по возмущающему воздействию - максимального значения упругого момента и динамической просадки скорости, а также расширяют приемлемый диапазон обобщенного параметра двух-массовой электромеханической системы по сравнению с настройками Бат-терворта, с биноминальным распределением корней и с квазитреугольным изменением скорости.

Реализация синтезированных настроек в различных режимах работы (отработка линейного, ступенчатого и гармонического задающих воздействий) связана с использованием многорежимных принципов управления на базе применения регуляторов с переменной структурой (рис.5) и обеспечивающих:

- реализацию синтезированных настроек при линейном задающем воздействии;

- достижение монотонных процессов при отработке задающих ступенчатых воздействий;

- приближение к максимально плоским амплитудно-частотным характеристикам, характерным для фильтров Баттерворта 3-го порядка при отработке гармонического воздействия.

Коэффициент определяется значением кс скоростной составляющей в (1). При полной компенсации скоростной погрешности или использовании в (1) интегральной составляющей Передаточная функция примет вид

б

Дф(1)1со2, рад * с"2 • кг • м2

»№-■■.......................! -.........: ............:.............т......

«а;-- ■ ■

«К! Й35

т=5

т=10

/\

т=20

- ДП(1)Да>,раД'С -кг-м ,т=5

.........-л.....................................-л............

ы

...........:............

Рис.4, Графики изменения скорости

Рис.3, Графики изменения угла выходного вала на скачок возмущающего выходного вала на скачок возму-воздействия щающего воздействия

У(1),рад

Рис. 5, Структурная схема многорежимного регулятора

сО)а>, рад -с"'

\

V /

1Ю

' Ь к* I

(г-и——* (да

Рис.6. График изменения выходной Рис. 7. График изменения ошибки траектории

= =а,; ря.,=ап_{ -Л

Логический блок (ЛБ), в зависимости от признака режима работы, управляет прохождением сигнала в ЬХф) на вход В режиме позиционирования {Хф)=1(1)\ при значении сигнала ошибки сигнал 2} =0, где ет определяется зоной нечувствительности релейного блока. Правая часть дифференциального уравнения будет

Вф) = ф + а„; (7)

при г(0< =1, соответственно

В(р) = (а-Ь)р + ая. (8)

Таким образом, при £•(/) £ ет осуществляется форсирование разгона силового элемента в соответствии с (7) а при £(/) < ет интенсивное торможение в соответствии с (8).

Из результатов моделирования можно сделать следующие выводы:

- выбором соответствующих значений ет «¿организуются монотонные процессы на скачок управляющего воздействия;

- с увеличением ет значение Ъ уменьшается;

- с ростом коэффициента "с", т.е. величины скачка задающего воздействия, значения ет и Ь увеличиваются;

- с ростом быстродействия, т.е. значения со, коэффициент Ь увеличивается пропорционально о>3.

При отработке линейного управляющего воздействия сигнал на выходе логического блока равен нулю (2]~0). Правая часть дифференциального уравнения соответствует выражению (7). При отработке гармонического задающего воздействия сигнал правая часть дифференциального уравнения соответствует выражению 8. Для приближения к максимально плоским амплитудно-частотным характеристикам необходимо выполнить <1=Ь.

В третьей главе сформулирована и решена задача синтеза программной управляющей коррекции на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики путем искусственной периодизации заданных траекторий движения применительно к режимам линейной обработки и позиционирования в соответствии с функционалом

J = T\[r(t)-Y(í)]dt<Ь; (9)

о

при выполнении условия

\ПО\<К> (10)

где Уо - допустимое значение управления; У(() - реальный переходный процесс.

Проведен анализ спектрального состава периодического движения, получаемого искусственной периодизацией желаемой траектории движения У*(0 =г{. Установлено, что при соотношении периода искусственной периодизации к отрезку времени, па котором ищется решение, равным трем, коэффициенты несинусоидальности и гармоник принимают экстремальные значения. Следовательно, задача синтеза упреждающей программной коррекции при линейной отработке с целью снижения необходимого вычислительного ресурса должна решаться для указанного соотношения. Программные управления ищутся в виде (5). Тогда нахождение Д, Рь сводится к решению системы алгебраических уравнений \А(кт)Ак - В(кю)Вк = Р(к<й)Рк - Е(кс*)Рк ;

\в(км)Ак+А(к<а)Вк = Е(кю)Рк + Р(к<о)Рк,

где

И

А(к<*) = Ъ-\)"(к<*)2гап_2г: В(ксо>= £ МГУ^/'Х.;,.,,*

г=О г=0

Ы)

Р(ка>)=%(-1Г(к<й)2гЬт_2г; Е(ко>) = £ МГУ^/'Ч,.^,.

г»О г=0

Таким образом, решая систему алгебраических уравнений (11), может быть построено множество программных управлений в виде (5), ограниченное сверху н снизу значениями среднеквадратичного функционала (9) и ранжируемого по необходимым вычислительным ресурсам, т.е. числу гармоник, учитываемых в синтезе, а в качестве условия решаемости задачи выступает условие (10).

Программные управления, синтезированные для рассмотренных настроек с точностью до первой гармоники, в режиме линейной отработки при нулевых начальных условиях обеспечивают снижение максимальной динамической погрешности в 5-6 раз. На рис. 6-7 представлены графики выходной траектории и ошибки без программной коррекции (1) и с программным управлением (2), рассчитанным с точностью до первой гармоники соответственно. Рассмотренный подход распространен для синтеза программных управлений при ненулевых начальных условиях, т.е. при резком изменении скорости слежения путем сведения исходного дифференциального уравнения к эквивалентному с пулевыми начальными условиями и импульсным задающим сигналом. Для режимов позиционирования синтезированы программные управления для траекторий с ограничением рывка, скорости и ускорения выходной координаты. Для ограничения рывка, с целью снижения необходимого вычислительного ресурса, определяемого числом гармонических составляющих, в закон управления вводится экспоненциальная составляющая

где ТУ-количество гармоник в (5), учитываемых при синтезе. Схема генерации программных управлений, выполненная в пакете Ма11аЬ 6.5 (31тиПпк), представлена на рис. 8.

Рис. 8. Схема генерации программных управлений в режиме

позиционирования

На рис. 9 представлены графики изменения ускорения выходной координаты "с" использованием экспоненциальной составляющей и без нее соответственно.

я<*> пяя

——рад

....................

»St

i

e«

1

i

'ä....................es..........

'Tí

tro

■<г -

a(t)

—рад

...ж....................

^ tö)

Рис.9. Графики изменения ускорения выходной координаты а - с коррекцией; б - без коррекции.

Для снижения динамической погрешности, вызванной переходным режимом работы при отработке гармонического задающего воздействия, предлагается использовать корректирующие ступенчатые сигналы:

V(t) = R sin cot + d • 1(0 или V¡ (0 = Rt cos ox + dx * 1(0, (12)

где с1 * 1(г), • 1(/) - компенсирующие сигналы, а значения с1, ё 1 подлежат определению из условия компенсации переходных составляющих в решении уравнения (3).

Собственные движения выходной координаты, при отсутствии кратных корней в характеристическом полиноме, будут:

1

^<Л> V

Я со с/ н--

(

и+ш2 ÍJ

(13)

(14)

При наличии в характеристическом полиноме уравнения (3) корня 8„ кратности "с", выражения (12, 13) примут вид:

/ Ясо а4 • +—

/ е

§(У-1)!(с-У)!

/-1

АСф

(15)

9-1

/ Л. ^

Г'е*

1

с!зЛ

Ж"

(16)

5 =Л ± }Ь

у — у1

Собственные движения от пары комплексно-сопряженных корней « будут соответственно:

+ —1.2 \г е " + ;

к2 - Ь] + со1) + У12а Ь ; 2а Ь - Г, (а* - Ь] + в>г);

= ИХ + УА; =Ъ\Ь-\\ац; ^ <р2 = агс(£

(17)

(,) = ( » Sin(V + ft )■

Ъ = К К* - *2 + ш2) + 2ач62К - - ь\ + й>2) - 2а/,2];

^ = ифа'Л - ¿Да2 - Ъ; + <у2)]- ^[аДя2 - Ъ\ + л>2) + 2а/,2]; <р5 = агс/А

Из выражений (13-18) следует вывод о возможности взаимной компенсации собственных движений уравнения (3), вызванных гармоническим и ступенчатым входными воздействиями в (12). Значения Ы, ¿11 в (12) следует выбирать из условия компенсации доминирующего корня, оказывающего наибольшее влияние на собственное движение уравнения (3). В соответствии с (13-14) условия компенсации доминирующего вещественного q-гo корня будут:

Я со , а а,

2 "г У)

s4+a>

s2 + со2 sq

(19)

При кратных вещественных доминирующих корнях, в соответствии с (15), (16) условия компенсации примут вид:

dsJ~l dj'x

ds

н

{s-sjB{s)d х (s~sjB(s)Rco A(s)s A(s)(s2+a>2)

'{s-sjB{s)dt | {s-sjB{s)Rts A(s)s A(s)(s2+a>2)

= 0 ;

= 0 .

(20)

(21)

В практическом плане значения (1, (31 из (20), (21) следует выбирать для т.е. при}=с.

Условия компенсации для комплексно-сопряженного корня примут

вид:

Кс^2 + Т^,2 _d^F2+F2

(a2+co2-b2J+4a2b24 л2 + Ь

(a2 + (o2 -b2J + 4a*b* < + bl <pt=<p2± 180" ;<p5 = <p2 ± 180°. Из выражений (22-24) следует:

(22)

(23)

- условия (22), (23) выполнятся за счет выбора соответствующих значений с/, (//;

- гарантировать строгое выполнение условия (24) не представляется возможным.

В данном случае можно говорить только о приближенной компенсации собственных движений от зч = ич ± }ЬЧ.

В четвертой главе разрабатываются методики синтеза одномерных и взаимосвязанных структур координатных приводов с линейным и некоторыми нелинейными законами управления на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики. Для одномерных моделей

Х(0 = АХ(0 + ВУ(1); У(0 = (}'Х(Г), (25)

закон управления принимается в виде

т гг-т

У(0 = кг„Л£(0]+К1/[е(0]+1,сЛ [*,(*)]+£сЛ</), (26)

где £■(/) = Х3(/)—У(е); Х/Г) - задающее воздействие вида Х,(()=1({); Де({)], Мх$)] ~ кусочно-непрерывные нелинейности в канале рассогласования и в ¡-ой обратной связи; ш - количество нслинейпостсй в обратной связи системы. Коэффициенты кп, к5, с„ с, - подлежат определению из условия (9). В работе рассматривались кусочно-пспрсрывныс нслипейностн в канале рассогласования и отрицательной обратной связи по скорости исполнительного элемента. Для законов управления (1) с пропорциональной составляющей использование нелинейной скоростной обратной связи обеспечивает:

- в зависимости от уровня ограничения скоростная погрешность следящей системы по сравнению с линейной моделью снизилась примерно в 2-3 раза;

- максимальная динамическая погрешность зависит незначительно от уровня ограничения;

- рассмотренный подход обеспечивает с необходимой для практики точностью воспроизведение желаемого переходного процесса для заданной величины ступенчатого входного воздействия;

- для заданных значений параметров объекта достигаются приемлемые показатели качества переходных процессов при меньших значениях ступенчатого входного воздействия, а его рост приводит к увеличению перерегулирования.

Для систем с насыщением в канале рассогласования синтезированы передаточные функции непрерывной части, обеспечивающие:

- реализацию квазиоптимальных по быстродействию переходных процессов прн Хз(()—1(0;

- приемлемые, в зависимости от уровня ограничения, динамические процессы при Х3(0<1(0;

- движение выходной координаты с постоянной скоростью при

Х#)>Щ.

Разработанный подход может быть использован при синтезе систем с кусочно-непрерывными пели ценностями другого типа.

Разработаны алгоритмические процедуры синтеза двухкоординатных систем электропривода, выполненных на базе структур модального и модально-подчиненного регулирования с перекрестными обратными связями по скорости исполнительного элемента, в соответствии с заданными стандартными настройками непосредственно по структурным схемам и моделям в пространстве состояний.

Показано, что введение перекрестного управления по скорости исполнительных элементов обеспечивает:

- выравнивание скоростей исполнительных элементов координатных приводов на скачки возмущающих воздействий в зависимости от параметров перекрестных связей;

- уменьшение абсолютного значения динамической просадки скорости исполнительных элементов координатных приводов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. Для линейного управляющего воздействия синтезированы стандартные формы применительно к следящим электроприводам с пропорциональной, скоростной и интегральной составляющими в законе управления, реализующие квазиоптимальные по быстродействию траектории движения, обеспечивающие снижение максимальной динамической погрешности, от которой зависит наибольшая погрешность воспроизведения, в зависимости от порядка дифференциального уравнения на 10-50 % , и значения перерегулирования (порядка 18%) на скачок управляющего воздействия по сравнению с настройками с биноминальном распределении корней.

2. Установлено, что с ростом быстродействия вспомогательного полинома динамические характеристики синтезированных настроек по управляющему воздействию изменяются незначительно, а по возмущающему — существенно. При этом снижаются максимальные значения упругого момента, динамического изменения угла и скорости выходной координаты на скачок возмущающего воздействия, а также динамическая погрешность от ненулевых начальных условий при резком изменении скорости слежения, и расширяется приемлемый диапазон изменения обобщенного параметра кинематической цепи.

3. Для организации многорежимных принципов управления предложена система управления координатным приводом с переменной структурой, обеспечивающая реализацию синтезированных настроек, достижение монотонных процессов и приближение к максимально-плоским амплитудно-частотным характеристикам при отработке линейного, ступенчатого и гармонического воздействий.

4. Установлено, что значения коэффициентов гармоник, характеризующих спектральный состав периодического движения, получаемого путем искусственной периодизации желаемой траектории У*(7,)=г/, принимают экстремальные значения при соотношении периода искусственной периодизации к отрезку времени, на котором ищется решение, равным трем. Установленная закономерность позволяет снизить необходимый вычислительный ресурс при синтезе упреждающей программной коррекции па основе частотного подхода к решению обратных задач динамики. Так, максимальная динамическая погрешность при реализации синтезированных законов управления с точностью до первой гармоники снижается в 5-6 раз.

5. С целью ограничения рывка выходной координаты в режиме позиционирования предложено введение в закон управления экспоненциальной составляющей, обеспечивающей сокращение необходимого числа гармоник, то есть снижение необходимого вычислительного ресурса.

6. Предложен способ взаимной компенсации собственных движений за счет введения корректирующего ступенчатого воздействия, значение которого выбирается из условия компенсации собственного движения, вызванного доминирующим корнем характеристического полипома.

7. Разработаны методики синтеза координатных приводов с различной структурно-параметрической организацией линейных и некоторых нелинейных законов управления, основанные на частотном подходе к решению обратных задач динамики, которые благодаря ранжирусмости по необходимым вычислительным н информационным ресурсам, позволяют в каждом конкретном случае находить компромиссное решение между точностью реализации заданных траекторий движения и располагаемым ресурсом управления, решают задачу хорошего нулевого приближения вектора оптимизируемых коэффициентов в задачах структурно-параметрической оптимизации автоматических систем и требуют для своей реализации относительно простого программного обеспечения.

8. Введение перекрестного управления между координатными приводами позволяет снизить контурную погрешность за счет выравнивания скоростей исполнительных элементов при ступенчатых возмущающих воздействиях и снизить абсолютное значение динамической просадки скорости.

9. Применительно к законам управления с пропорциональной составляющей использование нелинейной скоростной обратной связи позволяет снизить скоростную погрешность при отработке линейных воздействий с сохранением приемлемых показателей качества при ступенчатом задающем воздействии.

Опубликованные работы по теме диссертатш

1. Куценко Б.Н., Суслова О.В., Титов Е.С., Мякишев В.В., Бушненко В.А. Многодвигательный привод конвейерных систем. Патент России N2136570 Б юл. № 25. 10.09.1999.

2. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю., Мякишев В.В. Синтез эталонных моделей для систем адаптивного управления автоматизированным электроприводом//Маши построение и автоматизация производства. С-Пб. Межвузовский сборник. СЗПИ, 1998, Выпуск 11, С.110-118.

3. Лихоманов А.М., Панин С.Ю., Писарев А.Ю., Мякишев В.В. Частотный подход к построению переходных матриц линейных стационарных систем //Машиностроение и автоматизация производства. С-Пб. Межвузовский сборник. СЗПИ, 1998,Выпуск 11, С.119-126.

4. Лихоманов А. М., Панин С.Ю. Мякишев В.В. и др. Следящий привод для отработки гармонического воздействия. Положительное решение по заявке №2000114902/09(015675).

5. Лихоманов A.M., Папин С.Ю., Писарев А.Ю., Мякишев В.В. Синтез систем стабилизации скорости на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики //Изв. вузов. Приборостроение, 2000, №7, С.24-27.

6. Лихоманов A.M., Евстратов Р.В., Мякишев В.В., Писарев А.Ю. Частотный алгоритм синтеза программных управлений для систем, описанных в области пространства состояний //Машиностроение и автоматизация производства. С-Пб. Межвузовский сборник. СЗПИ, 2000, Выпуск 2, С.99-104.

7. Лихоманов A.M., Панин С.Ю. Писарев А.Ю., Мякишев В.В. Синтез программных управлений для взаимосвязанных систем электропривода на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики. Материалы XI научно-технической конференции "Экстремальная робототехника". С-Пб.: Издательство СПТГТУ, 2001, С.184-191.

8. Лихоманов A.M., Мякишев В.В., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез систем с нелинейным законом управления на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики // Изв. вузов. Электромеханика, 2001, №2, С.38-41.

9. Лихоманов A.M., Егоршин В.П., Папин С.Ю., Мякишев В.В. Синтез вектора нулевого приближения в задачах структурно-параметрической оптимизации многомерных автоматических систем высокой размерности. Материалы XII научно-технической конференции "Экстремальная робототехника". С-Пб.: Издательство СПТГТУ, 2002, С.220-230.

Ю.Суслова О.В., Куценко Б.Н., Аленин A.M., Дулеев A.A., Титов Е.С., Мякишев В.В. Комбинированная опора. Патент России N2138705 Бюл. №27.27.09.1999.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 10.10.2006. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 870Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: 550-40-14 Тел./факс: 297-57-76

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.

Глава 1. Принципы построения и методы исследования контурных систем управления машиностроительного производства.

1.1. Основные принципы построения контурных систем.

1.2. Влияние погрешностей следящих приводов на качество обработки.

1.3. Проблема повышения точности контурных систем.

1.4. Структуры координатных приводов агрегатов.

1.4.1. Структуры с подчиненным регулированием координат.

1.4.2. Структуры с модальным регулированием координат. щ 1.4.3. Структуры с модально-подчиненным регулированием координат.

1.5. Организация систем позиционирования.

1.6. Методы синтеза координатных приводов контурных систем.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Синтез и исследование стандартных настроек систем при линейном управляющем воздействии.

2.1. Постановка задачи синтеза.

2.2. Решение задачи синтеза.

2.3. Исследование синтезированных настроек по возмущающему воздействию.

2.4. Анализ влияния ненулевых начальных условий.

2.5. Реализация синтезированных настроек при различных задающих воздействиях. Выводы по второй главе.

Глава 3. Повышение динамической точности координатных приводов программным способом.

3.1. Синтез программных управлений.

3.1.1. Постановка и решение задачи синтеза.

3.1.2. Синтез программных управлений при прямолинейной обработке.

3.1.3. Синтез программных управлений для режимов позиционирования.

3.2. Синтез компенсирующих сигналов при гармоническом задающем воздействии.

3.2.1. Постановка задачи синтеза.

3.2.2. Синтез компенсирующих сигналов для стандартных форм.

3.2.2.1. Настройки с квазитреугольным изменением скорости.

3.2.2.2. Настройки с биноминальным распределением корней.

3.2.2.3. Настройки Баттерворта.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. Синтез законов управления для координатных приводов агрегатов.

4.1. Синтез законов управления для одномерных координатных приводов.

4.1.1. Линейные модели динамических систем.

4.1.2. Нелинейные модели.

4.1.2.1. Синтез следящей системы с нелинейной скоростной обратной связью.

4.1.2.2. Синтез координатного привода с учетом насыщения в канале рассогласования.

4.2. Синтез взаимосвязанных структур систем управления.

4.2.1. Теоретическое обоснование вопроса.

4.2.2. Методы синтеза взаимосвязанных систем.

4.2.2.1. Синтез модальной структуры систем автоматического управления.

4.2.2.2. Синтез взаимосвязанной системы при неидентичных задающих воздействиях.

Выводы по четвертой главе.

Наиболее полной характеристикой качества систем числового программного управления является точность работы в контурных режимах, хотя при этом точность позиционирования всегда выше. Точность систем числового программного управления не может быть охарактеризована одним каким-то числом - она меняется в зависимости от вида и режима обработки, размера и профиля изделия. Повышение качественных характеристик последних возможно не столько за счет развития конструктивных решений, сколько за счет повышения уровня и расширения средств автоматизации. Удельный вес погрешности следящего привода в балансе точности обработки достигает до 50-60%. Качественные характеристики приводов подач определяются уровнем аппаратных средств и структурно-параметрической организацией законов управления. Количественные оценки требований на электроприводы подач определены ГОСТ 25778-83. Задача достижения статических показателей качества в настоящее время практически решена. Проблема повышения динамической точности координатных приводов требует дальнейшего развития.

Поэтому цель работы - повышение динамической точности координатных приводов контурных систем управления, выполненных на базе структур с модально-подчиненным регулированием координат, является актуальной и представляет несомненный научный и практический интерес.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- анализ принципов построения и режимов работы контурных систем управления, методов коррекции, структурной организации и влияния точностных характеристик координатных приводов на качественные и количественные показатели механической обработки;

- синтез и анализ динамических характеристик стандартных форм для линейного задающего воздействия с пропорционально-интегральной и пропорционально-скоростной составляющими в законе управления;

- для достижения заданных динамических характеристик в типовых режимах работы (отработка ступенчатого, линейного и гармонического задающих воздействий) разрабатывается многорежимный регулятор на базе использования системы управления с переменной структурой;

- для режимов линейной обработки и позиционирования, по назначенным траекториям движения, синтезируются программные управления, а для гармонического задающего воздействия - корректирующий ступенчатый сигнал;

- разрабатываются алгоритмические процедуры синтеза законов управления координатными приводами различной структурной организации;

- выполняются компьютерные исследования для оценки степени достижения поставленной цели, проверяется соответствие полученных результатов с известными и прогнозируются рациональные области применения разработанных процедур.

В первой главе дается анализ принципов построения и режимов работы контурных систем, а также влияние точностных характеристик координатных приводов на количественные и качественные показатели механической обработки. Рассматриваются способы повышения точности контурных систем структуры и методы синтеза координатных приводов. Прогнозируются возможные пути повышения точностных характеристик контурных систем, за счет снижения динамических погрешностей координатных приводов.

Во второй главе синтезируются стандартные формы, аппроксимирующие квазиоптимальную по быстродействию траекторию выходной координаты, для линейного задающего воздействия применительно к законам управления с пропорционально-интегральной и пропорционально-скоростной составляющими. Проводится анализ предельно-достижимых динамических характеристик синтезированных настроек при ступенчатом и линейном задающих воздействиях, а также на скачок возмущающего воздействия. Дается анализ влияния ненулевых начальных условий на максимальную динамическую погрешность при резком изменении скорости слежения.

Для достижения монотонных процессов на скачок управляющего воздействия и получения максимально-плоских амплитудно-частотных характеристик при гармоническом задающем воздействии, а также реализации синтезированных настроек при линейном задающем воздействии рассматривается многорежимный регулятор на базе использования систем с переменной структурой.

В третьей главе рассматриваются вопросы синтеза упреждающей программной коррекции на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики путем искусственной периодизации заданных траекторий движения применительно к режимам линейной обработки и позиционирования. Для снижения динамической погрешности, вызванной переходным процессом при отработке гармонического задающего воздействия, предлагается использовать ступенчатые корректирующие сигналы, значение которых выбирается из условия компенсации влияния доминирующего корня характеристического полинома.

В четвертой главе разрабатываются алгоритмические процедуры синтеза координатных приводов, выполненных на базе структур модально-подчиненного регулирования координат, применительно к одномерным и взаимосвязанным моделям. Рассматриваются вопросы использования нелинейной коррекции и чувствительности синтезированных законов управления к параметрическим возмущениям механизма и изменению программы воспроизведения задающих воздействий.

В приложении приводятся копии актов внедрения и дипломов полученных грантов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Стандартные формы для координатных приводов при линейном задающем воздействии, реализующие квазиоптимальную по быстродействию траекторию движения исполнительного механизма.

2. Структура и параметры многорежимного регулятора, обеспечивающие достижение необходимых статических и динамических характеристик при различных типовых задающих воздействиях.

3. Частотный подход к синтезу программной упреждающей коррекции в режимах линейной отработки и позиционирования.

4. Условия компенсации собственных движений динамического звена, обусловленных характеристического полинома, при отработке гармонического задающего воздействия, а также методики синтеза ступенчатых компенсирующих сигналов, основанные на взаимной компенсации собственных движений, вызванных доминирующим корнем характеристического полинома.

5. Методики синтеза координатных приводов с различной структурно-параметрической организацией законов управления, базирующиеся на частотном подходе к решению обратных задач динамики путем искусственной , периодизации заданных переходных процессов.

Практическая значимость работы заключается в следующем. Разработанные аппаратные и программные подходы снижения динамической погрешности доведены до конкретных алгоритмических решений, стандартных форм, структурных решений и практических рекомендаций по режимной настройке систем.

Разработанные инженерные методики синтеза координатных приводов различной структурной организации, сочетающие в себе достоинства методов обратных задач динамики и частотных методов позволяют:

- учитывать кусочно-линейные нелинейности и ограничения на фазовые координаты;

- оценивать желаемое динамическое поведение синтезируемой системы прямыми показателями качества (время регулирования, характер переходного процесса, перерегулирование, затухание и т.д.) на стадии постановки задачи;

- на стадии проектирования более точно прогнозировать динамическое поведение управляемого объекта;

- обеспечивать более полное использование энергетических, вычислительных и информационных ресурсов, заведомо выделяемых для реализации целей управления;

- сократить объем проектных работ, время проектирования и ускорить ввод в эксплуатацию автоматизированных систем машиностроительного производства.

Работа поддержана администрацией Санкт-Петербурга, Министерством образования Российской Федерации и Российской Академией Наук в форме персонального гранта АСП №301388, диплом победителя Санкт-Петербургского конкурса грантов для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Основное содержание работы опубликовано в 10 печатных работах в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Результаты работы обсуждены на:

- Межвузовской научной конференции СПБГТУ, 2000 г.

- XI и XII региональных конференциях "Экстремальная робототехника", 2001 и 2002 гг.

- На научно-технических конференциях Санкт-Петербургского института машиностроения.

- На научно технических семинарах кафедры "Электротехники, вычислительной техники и автоматизации".

Рекомендации и результаты работы использованы в следующих организациях: машиностроительная фирма ОАО «Компрессорный комплекс», предприятие ООО "Первая компьютерная помощь", предприятие ЗАО "Академия прикладных исследований" и в учебном процессе Санкт-Петербургского института машиностроения.

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

1. Разработаны алгоритмические процедуры синтеза на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики для координатных приводов различной структурной организации применительно к линейным и некоторым нелинейным законам управления.

2. Введение перекрестного управления между координатными приводами позволяет выравнивать скорости исполнительных элементов на скачки возмущающих воздействий и снизить абсолютное значение динамической просадки скорости, а реализация рациональных стандартных форм - снизить динамические перегрузки в переходных режимах работы и повысить помехозащищенность системы за счет сужения необходимой полосы пропускаемых частот.

3. При неидентичных задающих воздействиях для получения заданных форм переходных процессов необходимо использовать перекрестные связи с перенастраиваемыми коэффициентами, соотношение которых должно программно адаптироваться в зависимости от соотношения задающих воздействий.

4. Разработанный подход реализован для задачи синтеза следящего электропривода с нелинейной скоростной обратной связью, что позволяет снизить скоростную погрешность при отработке линейных задающих воздействий с сохранением приемлемых показателей качества при отработке ступенчатого воздействия.

5. Синтезированы передаточные функции непрерывной части системы с учетом ограничения в канале рассогласования применительно к использованию П- и ПИ- регулятора положения для различных уровней ограничения управляемых координат.

179

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении работы основные научные и практические результаты. Научные результаты:

1. Для линейного управляющего воздействия синтезированы стандартные формы применительно к следящим электроприводам с пропорциональной, скоростной и интегральной составляющими в законе управления, реализующие квазиоптимальные по быстродействию траектории движения, обеспечивающие снижение максимальной динамической погрешности, в зависимости от порядка дифференциального уравнения на 10-50 % , а также значения перерегулирования (порядка 18%) на скачок управляющего воздействия по сравнению с настройками с биноминальном распределением корней.

2. Установлено, что с ростом быстродействия вспомогательного полинома динамические характеристики синтезированных настроек по управляющему воздействию изменяются незначительно," а по возмущающему - существенно; при этом снижаются максимальные значения упругого момента, динамического изменения угла и скорости выходной координаты на скачок возмущающего воздействия, а также динамическая погрешность от ненулевых начальных условий при резком изменении, скорости слежения.

3. Для организации многорежимных принципов управления предложена система управления координатным приводом с переменной структурой, обеспечивающая:

- реализацию синтезированных настроек при отработке линейного задающего воздействия; ■ . . .•••'.>•.

- достижение монотонных процессов при отработке ступенчатых задающих воздействий;

- получение максимально-плоских амлитудно-частотных характеристик при отработке гармонических воздействий.; >

4. Установлено, что значения коэффициентов несинусоидальных гармоник, характеризующих спектральный состав периодического движения, получаемого путем искусственной периодизации желаемой траектории Y*=rt, принимают экстремальные значения при соотношении периода искусственной периодизации к отрезку времени, на котором ищется решение (q), равным трем. Установленная закономерность позволяет снизить необходимый вычислительный ресурс при синтезе упреждающей программной коррекции на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики. Так максимальная динамическая погрешность, при реализации синтезированных законов управления с точностью до первой гармоники снижается в 5-6 раз.

5. С целью ограничения рывка выходной координаты в режиме позиционирования предложено введение в закон управления, синтезированный на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики, экспоненциальной составляющей, обеспечивающей сокращение необходимого числа гармоник, то есть снижение необходимого вычислительного ресурса.

6. Для снижения переходной погрешности, вызванной гармоническим задающим воздействием, предложен способ взаимной компенсации собственных движений за счет введения корректирующего ступенчатого воздействия, значение которого выбирается из условия компенсации собственного движения, вызванного доминирующим .корнем» характеристического полинома.

Практические результаты работы характеризуются следующим:

- реализация синтезированных настроек позволяет значительно снизить максимально-возможную динамическую погрешность координатного привода при линейном задающем воздействии, а также динамические перегрузки в переходных режимах как на управляющее, так и на возмущающие воздействия и повысить тем самым надежность и точность функционирования автоматизированной системы.

- разработанные алгоритмические процедуры синтеза систем, позволяют находить рациональное соотношение между точностью реализации заданных траекторий движения и располагаемым ресурсом управления, решают задачу хорошего нулевого приближения вектора оптимизируемых коэффициентов в задачах структурно-параметрической оптимизации автоматических систем и требуют для своей реализации относительно простого программного обеспечения.

- разработанные рекомендации по построению и оптимизации координатных приводов обеспечивают улучшение их функционирования в производственных условиях, что дает возможность повысить производительность автоматизированных станочных систем и качество выпускаемой продукции.

182

1. Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н. Ф. Ильинского, М. Г. Юнькова. М.:Энергоатомиздат, 1990, 542с.

2. Александров А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем. М.: Машиностроение, 1986, 271с.

3. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1989,262с.

4. Андреев Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, 1976,423с.

5. Андреенко С.Н., Ворошилов М.С. Петров Б.А. Проектирование приводов манипуляторов. Л.: Машиностроение, 1975, 310с.i 6. Андрейчиков Б.И. Динамическая точность систем программного управления станками. М.: Машиностроение, 1964, 367с.

6. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г.' Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982, 391с.

7. Башарин А.В., Башарин И.А., Динамика нелинейных автоматических систем управления. Л.: Энергия, 1974,199с.

8. Башарин А.В., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1990, 512с.

9. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука, 1976, * 575с.

10. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975, 767с. . .

11. Бесекерский В.А., Ефимов И.Б. и др. Микропроцессорные системы автоматического управления. JL: Машиностроение, 1988,364с.

12. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микро-ЭВМ. М.: Наука, 1987, 319с.

13. Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1991, 255с.

14. Боровиков М.А. Расчет быстродействующих систем автоматизированного электропривода и автоматики. С.: СГУ, 1980, 388с.

15. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Тиристорные системы электропривода с упругими связями. Л.: Энергия, 1979, 157с.

16. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. JL: Энергоатомиздат, 1984, 216с.

17. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. С-Пб.: Энергоатомиздат, 1992, 287с.

18. Брусин А.В., Максимов Ю.Н. Рекуррентное модальное управление линейными многосвязными объектами //Теория и системы управления, 1999, №3, С. 22-28.

19. Бургин Б.Ш. Анализ и синтез двухмассовых электромеханических систем. Н.: Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации, 1992, 199с.

20. Бургин Б.Ш. Особенности вариантов астатической двухмассовой электромеханической системы стабилизации скорости//Электротехника, 1997, №7, С.11-16.

21. Бурянина Н.С., Зенков Д.Ф., Кацевич B.JI. Синтез линейных систем по управляющему и возмущающему воздействиям методом стандартных коэффициентов // Электричество, 1995, №6, С. 55-58.

22. Бычков Ю.А. Васильев Ю.В. Расчет периодических режимов в нелинейных системах управления. Л.: Энергоатомиздат, 1982, 111с.

23. Вавилов А.А., Имаев Д.Х. Машинные методы расчета систем управления. Л.: ЛГУ, 1981,231с.

24. Вавилов А.А. Частотные методы расчета нелинейных систем. Л.: Энергия, 1970, 324 с.

25. Вейц В.Л., Коловский М.З., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. М.: Наука, 1984, 351с.

26. Вейц В.Л., Кочура А.Е., Мартыненко A.M. Динамические расчеты приводов машин. Л.: Машиностроение, 1971, 351с.

27. Ворошилов М.С. Проектирование и расчет следящих систем с программным управлением. Л.: Машиностроение, 1969, 262с.

28. Ворошилов М.С., Лихоманов A.M. Основы робототехники (учебное пособие). Л.: ЛПИ ,1989,104с.

29. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ. Л.: Машиностроение, 1990, 591с.

30. Горбачев Н.В., Ким Д.П., Шухов А.Г. Синтез алгоритмов управления на основе решения обратной задачи динамики с учетом ограничения на управление//Изв. РАН. Техническая кибернетика, 1987, №4, С. 164-168.

31. Горбачев Н.В., Сафонов А.В. Оптимальное управление и обратные задачи динамики//АиТ, 1988, №1, С.160-163.

32. Горбачев Н.В., Сафонов А.В., Шухов А.Г. Синтез и оптимизация алгоритмов управления на основе концепции обратных задач//Изв. РАН. Техническая кибернетика, 1990, №2, С.3-14.

33. Гориневский Д.Н. О приближенном решении обратной задачи управления линейным объектом/ТИзв.РАН. Техническая кибернетика, 1992, №1, С.57-75.

34. Горяченко В.Д. Элементы теории колебаний. К.: Изд-во Красноярского университета, 1995, 429с.

35. Григорьев В.В., Дроздов В.Н., Лаврентьев В.В., Ушаков А.В. Синтез дискретных регуляторов при помощи ЭВМ. Л.: Машиностроение, 1983, 244с.

36. Гроп Д. Методы идентификации систем. М.: Мир, 1979, 301с.

37. Демидов С.В., Авдушев С.А. и др. Электромеханические системы управления тяжелыми металлорежущими станками. Л.: Машиностроение, 1986, 235с.

38. Дидук Г.А., Коновалов А.С., Орурк Н.А., Осипов Л.А. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления. М.: Наука, 1984, 343с.

39. Дмитриев Б.Ф. Анализ статических характеристик ступенчатого преобразователя напряжения//Электротехника. 2000, №12, С.26-30.

40. Дмитриев Б.Ф., Лихоманов A.M., Агунов А.В. Синтез управления качеством стабилизации и регулирование параметров электрической энергии. К.: Техническая электродинамика, 2000, С.14-15.

41. Дроздов В.Н., Мирошник И.В., Скорудский И.В. Системы автоматического управления с микро-ЭВМ. Л.: Машиностроение, 1989,283с.

42. Джури Э. Импульсные системы автоматического регулирования. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963,455с.

43. Заездный A.M. Гармонический синтез в радиосвязи и электротехнике. Л: Энергия, 1972, 527с.

44. Злобин А.Г. Структурно-параметрический синтез электроприводов оборудования с ЧПУ: Дис. канд. наук. Л.: 1990, 268с.

45. Зубов В. Н. Теория колебаний. М.: Высшая школа. 1979. 399с.

46. Егоршин В.П., Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез области притяжения в задачах структурно-параметрической оптимизации многомерных автоматических систем высокой размерности // Изв. РАН. Теория и системы управления, 2001, №6, С.5-13.

47. Ефимов А.А., Шрейнер Р.Т Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока. Н.: Издательство НГТИ, 2001, 250с.

48. Иванов В.А., Фалдин Н.В. Теория оптимальных систем автоматического управления М.: Наука, 1981, 333с.

49. Казамиров А.А., Палатник A.M., Роднянский JI.O. Динамика двумерных систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1967, 308с.

50. Казанцев Ю.М. Синтез динамичных характеристик импульсных преобразователей напряжения // Электротехника, 1995, №8, С.32-35.

51. Ключев В.Н. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М.: Энергия, 1971,319с.

52. Клюев А.С., Колесников А.А. Оптимизация автоматических систем управления по быстродействию. М.: Энергоиздат, 1982, 238с.

53. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. С-Пб.: Энерго-атомиздат, 1994, 496с.

54. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. С.-Пб.: Энерго-атомиздат, 2000, 495с.

55. Колесников А.А. Последовательная оптимизация нелинейных агрегированных систем управления. М.: Энергоатомиздат, 1987,160с.

56. Колесников А.А. Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами.М.: Энергоатомиздат, 1993, 304с.

57. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1978, 831с.

58. Коровин Б.Г., Прокофьев Б.И., Рассудов JI.H. Системы программного управления промышленными установками и робототехническими комплексами. JL: Энергоатомиздат, 1990, 348с.

59. Красовский А.А. Справочник по теории автоматического управления. М.: Наука, 1987, 712с.62,6364,65,66,67,6869,70,71,7273,

60. Крутько П.Д., Попов Е.П. Симметрия в автоматических системах и алгоритмы управления//Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, 1979, №1, С.161-167.

61. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: Линейные модели. М.: Наука, 1987, 303с.

62. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: Нелинейные модели. М.: Наука, 1988, 326с.

63. Крутько П.Д. Управление исполнительными системами роботов. М.: Наука, 1991,332с.

64. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976,184с.

65. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управлениям.: Машиностроение, 1986,447с.

66. Куценко Б.Н., Суслова О.В., Титов Е.С., Мякишев В.В., Бушненко В.А. Многодвигательный привод конвейерных систем. Патент России N2136570 Бюл. № 25. 10.09.1999.

67. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез линейных электронных цепей. М.: Связь, 1969, 239с.

68. Ланнэ А.А. Потенциальные характеристики линейных фильтрующих цепей. М.: Связь, 1974, 56с.

69. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез линейных электронных схем. М.: Связь, 1978, 334с.

70. Лебедев A.M., Орлова Р.Т., Пальцев А.В. Следящие электроприводы станков с ЧПУ. М.: Энергоатомиздат, 1988,221с.

71. Лихоманов A.M. Петров Б.А. Датчик крутящего момента//Изв. вузов. Приборостроение, 1986, №7, С.53-57.

72. Лихоманов A.M. Анализ устойчивости обратимой следящей системы с помощью ЭВМ//Изв. вузов. Приборостроение, 1988, №8, С.24-30.

73. Лихоманов A.M. Параметрический синтез линейных систем на основе искусственной периодизации переходных характеристик//Изв.вузов. Приборостроение, 1990, №2, С. 15-22.

74. Лихоманов A.M. Машинно-ориентированный алгоритм анализа многомассовых следящих приводов//Изв.вузов. Электромеханика, 1991, №3, С.77-82. .

75. Лихоманов A.M. Параметрический синтез систем с кусочно-непрерывными нелинейностями на основе искусственной периодизации сигнала ошибки управления//Изв.вузов. Приборостроение, 1991, №7, С. 19-24.

76. Лихоманов A.M., Дмитриев Б.Ф. Частотный подход к решению обратных задач динамики. Линейные одномерные модели //Изв.вузов, Электромеханика, 1993, №4, С.51-60.

77. Лихоманов A.M., Тарасов С.В. Стуктурно-параметрический синтез законов управления вынужденным движением //Изв. вузов. Приборостроение, 1994, №4, С. 16-21.

78. Лихоманов A.M., Резниченко В.В. Частотный алгоритм анализа устойчивости линейных систем, описанных в области пространства состоя-ний//Изв. вузов. Электромеханика, 1994, №1-2, С. 16-19.

79. Лихоманов A.M., Дмитриев Б.Ф., Лавров П.Ю., Пышный Т.Н. Комбинированный следящий привод. Патент России №2007747. Бюл. №3.15.02.1994.

80. Лихоманов A.M., Власов В.И. Синтез стандартных настроек для следящих электроприводов при линейном управляющем воздействии //Электротехника, 1995, №1, С.22-25.

81. Лихоманов A.M., Пышный Г.Н., Енин Г.В., Подкользин А.А. Квазиоптимальный по быстродействию следящий привод. Патент России №2058574. Бюл. №11.20.04.1996.

82. Лихоманов A.M., Куцанов Л.А. Синтез стандартных настроек для следящих электроприводов по назначенным переходным характеристи-кам//Электричество, 1995, №7, С.35-39.

83. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез стандартных настроек для систем стабилизации скорости //Электротехника, 1996, №1, С.6-10.

84. Лихоманов A.M., Егоршин В.П. Частотный подход к построению переходных процессов в линейных многомерных системах//Изв.вузов. Электромеханика, 1995, №5-6, С.93-97.

85. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез следящих электроприводов на основе частотного подхода //Электричество, 1997, №1, С.39-42.

86. Лихоманов A.M., Огурцов Д. Н., Шевчук Б. И., Суслова О. В. Синтез цифровых фильтров по переходной функции аналогового прототипа //Изв.вузов.Электромеханика, 1996, №5-6, С.100-105.

87. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю., Суслова О. В. Синтез программных управлений для систем электропривода на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики //Электротехника, 1997, №7, С. 1-5.

88. Лихоманов A.M., Власов В.И. Параметрический синтез с запаздыванием на основе искусственной периодизации переходных функций//Изв. вузов. Приборостроение, 1997, №7, С.24-27.

89. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю., Мякишев В.В. Частотный подход к построению переходных матриц линейных стационарных систем //Машиностроение и автоматизация производства. С-Пб. Межвузовский сборник. СЗПИ, 1998, Выпуск 11, С.119-126.

90. Лихоманов A.M., Дмитриев Б.Ф., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез взаимосвязанных систем электропривода на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики //Электричество, 1998, №11, С.44-52.

91. Лихоманов A.M., Дмитриев Б.Ф., Сытник Г.В. Частотный подход к анализу устойчивости и построению характеристического полинома линейных дискретных систем, описанных в области пространства состояний //Изв.вузов, Электромеханика, 1999, №3, С.96-97.

92. Лихоманов А. М., Алексеев С. П., Панин С.Ю., Писарев А. Ю. Синтез систем электропривода с низкой потенциальной чувствительностью к параметрическим возмущениям механизма // Электротехника, 1999, №8, С.1-5.

93. Лихоманов А. М., Панин С.Ю. Мякишев В.В. и др. Следящий привод для отработки гармонического воздействия: Положительное решение по заявке №2000114902/09(015675).

94. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю., Мякишев В.В. Синтез систем стабилизации скорости на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики //Изв. вузов. Приборостроение, 2000, №7, С.24-27.

95. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез систем следящего электропривода для промышленных роботов. Материалы X научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». С-Пб.: Издательство СПбГТУ, 1999, С.448-453.

96. Лихоманов A.M., Мякишев В.В., Панин С.Ю., Писарев А.Ю. Синтез систем с нелинейным законом управления на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики // Изв. вузов. Электромеханика, 2001, №2, С.38-41.

97. Лихоманов A.M., Дмитриев Б.Ф., Бизяев А.А., Бусько А.В. Синтез структуры и параметров сглаживающих фильтров для широтноимпульсных систем преобразования энергии//Электричество, 2005, №5, С.47-51.

98. Лихоманов A.M., Панин С.Ю., Писарев А.Ю., Толбасов В.В. Синтез дискретных систем на основе частотного подхода к решению обратных задач динамики//Изв. вузов. Электромеханика, 2005, №3, С.54-59.

99. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. М.: Машиностроение, 1990, 304с.

100. Михеев Ю. Е. Сосонкин В.Л. Системы автоматического управления станками. М.: Машиностроение, 1978, 262с.

101. Морговский Ю.А., Рубашкин Н.Б., Гольдин Я.Г. Взаимосвязанные системы электропривода. Л.: Энергия, 1972, 200с.

102. Морозовский В.Т. Многосвязные системы автоматического регулирования. М.: Энергия, 1970, 287с.

103. Панин С.Ю. Выбор стандартных настроек для следящих систем электропривода. Современное машиностроение. Сборник трудов молодых ученых. №4. ,2002, с.74-76.

104. Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ/ Под ред. B.C. Медведева. М.: Машиностроение, 1979, 366с.

105. Ратмиров В.А. Управление станками гибких производственных систем. М.: Машиностроение, 1987, 267с.

106. Ратмиров В.А. Основы программного управления станками. М.: Машиностроение, 1978,239с.

107. Ратмиров В.А., Чурин Н.Н., Шмутер C.JI. Повышение точности и производительности станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1970, 342с.

108. Ребенков Е.С., Бабокин Г.Н. Синтез структур и определение параметров систем автоматического управления электропривода с переменной жесткостью упругого звена //Электричество, 1995, №6, С.48-54

109. Розенвассер Е.Н. Теория цифрового управления в непрерывном времени. М.: Наука, 1994,461с.

110. Рознвассер Е.Н., Юсупов P.M. Чувствительность систем управления. М.: Наука, 1981,456с.

111. Сильвестров А.Н., Чинаев П.И. Идентификация и оптимизация автоматических систем. М.: Энергоатомиздат. 1987. 198с.

112. Синтез активных RC-цепей. Современное состояние и проблемы/ЯО.П. Галямичев, А.А. Ланнэ, В.Э. Лундин, В.А. Петриков.-М.:Связь1975. 296с.

113. Смит Д.М. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей. М.: Машиностроение, 1980, 270с.

114. Соболев О.С. Однотипные связанные системы регулирования. М.: Энергия, 1973, 135с.

115. Соколов О.А. Микропроцессорные системы программного управления станками и роботами. Л.: ЛПИ, 1989, 98с.

116. Соколов О.А. Электроприводы станков и промышленных роботов с числовым программным управлением: Л.: ЛПИ, 1985; 86с.

117. Соколов Т.Н. Электромеханические системы автоматического управления. Л.: Госэнергоиздат,1952.

118. Солодовников В.В., Чумин Н.А. Частотный метод анализа и синтеза многомерных систем автоматического управления. М.: Министерство высшего и среднего специального образования СССР, 1981, 44с.

119. Сосонкин B.JL, Михайлов О.П., Павлов Ю.А. и др. Программное управление станками. М.: Машиностроение, 1981, 397с.

120. Суслова О.В., Куценко Б.Н., Аленин A.M., Дулеев А.А., Титов Е.С., Мякишев В.В. Комбинированная опора. Патент России N2138705 Бюл. №27.27.09.1999.

121. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1982, 512с.

122. Тихомиров Э.Л., Васильев В.В., Коровин Б.Н., Яковлев В.А. Микропроцессорное управление электроприводами станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1990, 318с.

123. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1979, 230с.

124. Уонен У.Н. Линейные многомерные системы управления. М.: Наука, 1980,376с.

125. Фейгин М.Н. Вынужденные колебания систем с разрывными нелиней-ностями. М.: Наука. 1994. 285с.

126. Хлыпало Е.Н. Нелинейные системы автоматического регулирования. Л.: Энергия, 1967,450с.

127. Чаплыгин Е.Е., Малышев Д.В. Спектральные модели автономных инверторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией // Электричество, 1999, №8, С.60-66.

128. Чернецкий В.Н., Дидук Г.А., Потипенко А.А. Математические методы и алгоритмы исследования автоматических систем. Л.: Энергия, 1974, 347с.

129. Чиженко Н.Н., Руденко B.C., Сенько В.Н. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974, 429с.

130. Чиликин М.Г., Ключев В.Н., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1979, 616с.

131. Чистов В.П., Бондаренко В.И., Святославский В.А. Оптимальное управление электроприводами. М.: Энергия, 1968, 231с.

132. Чхеидзе Г.А. Синтез алгоритмов управления движением упругих механических систем //Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, 1991, №1, С.209-212.

133. Шатти А., Бдерразак Бен Нанси. Структурно-параметрический синтез электротехнических систем воспроизводимых программных движений. Автореферат кан. дис. С.-Пб.: СПБГТУ, 1994, 20с.

134. Яворский В.Н., Бессонов А.А., Коротаев A.M., Потапов A.M. Проектирование инвариантных следящих приводов. М.: Высшая школа, 1963, 474с.

135. Яворский В.Н., Макшанов В.Н., Ермолин В.П. Проектирование нелинейных следящих систем. Л.: Энергия, 1978, 206с.