автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Синтез адаптивной системы управления электромеханическими преобразователями двухкоординатной поворотной платформы

На правах рукописи

ГБ ОД

3 МАЙ 13УВ

Удут Степан Леонидович

Синтез адаптивной системы управления электромеханическими

преобразователями двузнсоординатной попоротной платформы

}

Специальность -05.09.03 Электротехнические комплексы и системы, вклмчпя и;с управление и регулирование

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степс, ш кандидата технических наук

ТомсК-1996

Работа выполнена на кафедре конструирования электронно-вычислительной аппаратуры при Томской государственной академии систем управления и радиоэлектроники.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор К.А.Хорьков.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, пофессор Б.В.Лукутин; кандидат технических паук, старший научный сотрудник И.В.Целебровский.

Ведущее предприятие:

ОАО "Реатон", г.Томск.

Защита состоится "_" июня 1996 г. в _ часов в актовом аапе главного корпуса на заседании диссертационного совета К063.80.01 в Томском политехническом университете (634004, г.Томск, пр.Ленина,30).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке универси-

тета.

Автореферат разослан ™" апреля 1996 г.

А.Е.Алехин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Среди разнообразных систем автоматического управления (САУ) важное место занимают многофункциональные цифровые системы следящего электропривода для управления многокоординатными поворотными платформами и различными опорно-поворотными устройствами в установке« промышленного и специального стационарного или бортового назначения.

Для получения еысокой точности таких систем необходимо согласовать статические и динамические характеристики следящего электропривода с характеристиками объекта управления. Характеристики многокоординатных поворотных платформ как об-ьектов упраэ-.*:с:з1я должны определяться с учетом взаимного влияния движений инерционных масс по разным координатам, переменности моментов инерции, несбалансированности масс относительно осей вращения, сухого и вязкого трения и зазоров в кинематических цепях, упругости силовых механических передач и других особенностей их кинематической цепи. Это обуславливает наряду с созданием специализированных силовых модулей "преобразователь-двигаг-ель", разработкой надежных и экономичных управляющих микроЗВМ необходимость разработки новых объектно-ориентированных алгоритмов управления, • расширяяи^тх функциональные возможности и оптт-зиирукщих характеристики следящих систем, и создания на их основа гибких модулей резидентного программного обеспечения.

При этом важным фактором повышения эффективности следеодих систем становится применение адаптивных принципов управления. Помимо непосредственно парирования возмущений, наличие у систем адаптивных свойств позволяет оптимизировать процессы, сократить трудоемкость переналадки оборудования, реализовать диагностические процедуры. Однако, реализация больного обтьема математических операций оперативных алгоритмов адаптивного управления в реальном масштаба времени ограничивается скоростными возможностями микроэвм. Поэтому необходима разработка новых эффективных и экономичных алгоритмов обработки данных, идентификации и расчета управляющих воздействий, позволяющих реализовать простую и компактную программу вычислений в реальном масштабе времени.

Диссертационная работа представляет собой часть исследований, выполненных в НИИ АЭМ при Томской государственной акадс»з«и систем управления и радиоэлектроники по приказу МинВУЗ РСФСР во

исполнении соответствующего решения специальной комиссии СМ СССР по созданию автоматизированных систем управления следящими приводами поворотных платформ, по заданию 03.06 межвузовской комплексной программы "Оптимум" на создание высокоточных следящих систем электропривода с микропроцессорным управлением и управлением от микроЭВМ по приказу МинВУЗ СССР №358 от 16.05.8бг, в соответствии с комплексной программой автоматизации бурения нефтяных скважин Ь^штопэнерго РФ №95-32-268 от 1.06.95г.

Цель работы состоит в разработке, исследовании и практическом применении алгоритмов функционирования составных элементов резидентного программного обеспечения адаптивных систем цифрового управления следящими электроприводами двухкоординатных поворотных платформ (ДПП), методик настройки и оптимизации его составных элементов.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются следухщие основные задачи:

- определение качественных и количественных характеристик

ДШТ;

- разработка программных средств для определения и исследования свойств следящего электропривода ДПП;

- разработка структуры и функциональных взаимосвязей программных модулей адаптивной системы управления;

- разработка и исследование высокоточных алгоритмов оперативной оценки параметров силового исполнительного модуля;

- разработка и исследование высокоточных и быстрых алгоритмов расчета и настройки параметров оптимальных цифровых регуляторов;

- имитационное исследование системы адаптивного цифрового управления исполнительными электроприводами с целью практического подтверждения достоверности полученных в диссертации теоретических результатов;

- разработка процедур аппроксимации сложных математических вычислений и зависимостей, достаточных для размещения в ограниченных объемах резидентного программного обеспечения.

Методы проведения исследований. При решении поставленных задач использовались как теоретические, так и экспериментальные метода исследования. Теоретические исследования проводились с использованием общей теории дифференциальных уравнений, теории

дискретных систем 'травления с использованием метода Z-преобраэоваш-ш, дискретного преобразования Лапласа, методов математической статистики, вычислительной математики, математического программирования, вариационного исчисления, теории плакирования эксперимента. Имитациошгые исследования проводились на программных моделях, функционально точно описызакших применяе1«лй электропривод. Программная реализация разработанных алгоритмов выполнена на алгоритмических языках Borland Pascal v.7 и Turbo Assembler на персональной ЭВМ типа IEM PC.

Научная новизна получении;: результатов состоит в следующей :

1.Разработаны цифровые структурные îîï дотационные модели ДПП как объекта управления и методика исследования динамических свойств ДПП, позволяющая опредеп51ть особенности функционирования таких объектов управлегс-ш, определять из: парамеары, не под-дахщиеся непосредственному измерению и сформулировать основные требования к цифровым системам управления ДПП.

2. Разработана новая методика построеш-1Я функционально ориентированной статистической модели основного контура управления электроприводом в форма системы нелинейных уравнений, позволяю-сдя установить аналитическую связь численных значе13-£Й параметров системы уравнений с величинами заданных значений показателей качества ее работы.

3.Проведен анализ методов параметрической идентификации, на основе которых разработаны новые алгоритмы оценки параметров силовых исполнительных модулей, позволяющие. осуществить их реализацию в реальном масштабе времени. Исследованы точностные характеристики разработанных алгоритмов и даны рекомендации по их адаптивной коррекции и практическому применению в системах с цифровым управлением. ,

4.Предложена методика многокритериальной параметрической оптимизации цифровых регуляторов систем управления, позволяющая оценить предельные точностные возможности системы и обеспечить такие настройки коэффициентов регуляторов, при который гарантируется выполнение ограничений на аадшшиа покааатели качества функционирования системы.

5. Разработана структура адаптивной систем!.! электроприводам! механизмов ДПП и алгоритм ф;'нхциональкой взаимосвязи составляю-

#

иjix програгяянгх модулей рееидентного прогргт-аюго обеспечения,

позволяющих повысить быстродействие системы и скорость адаптации эа счет рационального перераспределения оперативного машинного времени между основным контуром управления и контуром адаптации в зависимости от требуемой точности.

Практическая ценность. Применение предложенных методик анализа и синтеза цифровых систем управления исполнительными силовыми модулями ДПП, реализованных в виде модулирующих и управляющих программ для кикроЭВМ, позволяет сократить сроки проектирования устройств с заданными характеристиками и пониженной чувствительностью к возмущениям, организовать автоматизированную настройку параметров цифровых регуляторов различных структур и различного функционального назначения. Практическую ценность также представляют разработанные алгоритмы оперативной оценки параметров силового исполнительного модуля, на базе которых реализованы процедуры технической диагностики; Найденные алгоритмические решения и разработанные по ним программные модули могут быть использованы при управлении электромеханическими преобразователями в установках со сложными технологическими процессами в машиностроении, приборостроении, химической промышленности и других отраслях.

Реализация и внедрение работ. Результаты исследований и разработок, проведенных в диссертационной работе внедрены в Центральном научно-исследовательском институте "Комета" (г. Москва) при создании действующих установок и стендового оборудования для научно-исследовательских комплексов специального назначения, в Томском политехническом университете на кафедре "Робототехничесхие системы" (г.Томск) в учебном процессе в дисциплинах ^Электромеханические системы" и "Электрические приводы роботов", а также в Стрежааском управлении буровых работ (г. Сорежевой) с целью частичной автоматизации технолотческого процесса построения нефтяных и газовых скважин на этапе- набора к правки угла проходки. '

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на региональной конференции "Следящие электроприводы промышленных установок, роботов и манипуляторов"-, г.Челябинск, 1986г.;

- на Всесоюзной конференции "Няфапроцессоркыэ систем ав-

томатизации технологических процессов", г.Новосибирск, 1987г. ;

- на научно-технической конференции "Электромашинные и ма-шино-вентильные источники импульсной мощности", г.Томск, 1987;

- на Всесоюзной конференции "Проблемы развития аппаратных и программных средств вычислительной техники для машинного моделирования", г.Москва, 1987г.;

- на XV Всесоюзном совещании "Оптические сканируют^ устройства и измерительные приборы на их основе", г.Барнаул, 1988;

- на региональной конференции "Автоматизация в машиностроении", г.Кемерово, 1988г.;

- на Всесоюзной конференции "Проблемы экономии энергетических, материальных и трудовых ресурсов", г.Новосибирск, 1988;

- на научно-прахтичесхой конференции молодежи и студентов по техническим наукам и высоким технологиям, г.Томск, 1995г.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано и 11 работах.

Структура и о&ъом работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 130 страницах машинописного текста, а также содержит список литературы из 146 наиг 1еноват-й, 2 приложения, 5 таблиц и 76 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность* разрабатываемой темы. Показаны научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе анализируются основные 5сарактеристики ДПП как обтьаюта управления, разрабатываются и исследуются цифровые модели ДПП, формируются требования и выявляются особенности функционирования систем управления поворотными платформами. ДПП представляет из себя двухзвенный механизм перемещения в пространстве в виде силового двухстепенного карданового подвеса на неподаияеном основании (рис.1), состоящего из основания О, наружной рамы Рх, внутренней рамы Р2 и платформы П, закрепленной на внутренней раме. Положение полезной нагрузки Н относительно основания определяется поворотом рам при помощ* электродвигателей М и силовых редукторов СР с передаточным числом • 1=5500. Измерение угловых положений рам подвеса осуществляется с помощь» датчиков положения ДП, установленных на осях подвеса.

УЛГ,*,

Рис.2. Структурная схема модели ДПП с электродвигателем.

Математическое описание движения ДПП в принятой системе координат описывается уравнениями

Мд1-Мс1 + Мкб|-Мв1 = Ли-а; (1)

Мда - Мег + Мнб1- Мв1 = Лу» • а,

(2)

где

Мд1,Мда - движущее моменты на валах электродвигателей;

Мс,Мнб - моменты, обусловленные силами трения и несбалансированностью рам;

= (4)

- возмувдюяие моменты, характеризующее взаимное влияние рам подвоса.

Исследования ДПП на цифровой имитационной модели, составленной в соответствии со структурной схемой рис.2, позволили оценить взаимное влияние рам подвеса в зависимости от соотношения масс К=таг/ш: возмущающее моменты имеют сложный характер, изменяются в процессе движения в зависимости от угла поворота внутренней рамы р, скоростей рам аир, а также от ускорения наружной рамы р; неучет взаимного влияния рам приводит к отклонению траектории движения до 20-30% для наружной рамы и не более 5-6% для внутренней; значительная величина момента Мвг в динамических процессах требует его учета при выборе мощности приводного двигателя наружной рамы; при ограниченных значениях углов поворота рам 0" £р£90°, массы внутренней рамы КС0.5 и выборе постоянного значения возмущающего момента Мв* для координаты а в зависимости от значения К, модель ДПП с погрешность» не более 10% может быть представлена в виде двух независимых систем.

Основываясь на последнем выводе разработана приведенная трехмассовая структурная схема механической системы для одной координаты ДПП, учитывающая моменты сухого и вязкого трения, внешний возмущающий момент, момент от несбалансированности рам, упругие деформации элементов и зазоры в соединениях кинематической цепи, пульсаций передаточного числа редуктора. На еа основе разработана имитационная модель (рис.3) и проведены исследования системы следящего электропривода для одной координаты ДПП. Следящей электропривод представлявт собой систему с

♦eu Cu

и

5 Mu

Мез

Hl

TT

by** l» МуСТ ц

©J

тИ

UrJxlOB

РП

ЦАП

______тг

Ur tel OB UprOCB

Uot

PT

-Кос :

ПР

Кот

1/Ня ■Ü.-P+1

M

—»

тг

-Коп

i

Ф

JJ

Hort, I I Ъст

5-1

МС1

ю.

1

M^U+aq

е-

1*012, ,Си Г?

M м12

ir^MM,

Alj

TT

DyBT¿ 1мУОТ,г

АХ,

McT,J^ jbcT

кс,

(XX— Ысн

T¡

Ннб

Кен

Ma

sh

Рис.3. Структурная схема следящего электропривода одной координаты ДПП.

Рис.4 ВТ-100, Ыда=64800 импулье/об.,'пщш-14, fp=40rn, £г-400Гц, К=0.1.

и

цифровым контуром положения и аналоговым регулируемым транзисторным электроприводом постоянного тока с двигателем типа ДПР-62, выполненную по типовым структурам подчиненного регулирования, с типовыми регуляторами и настройками. Датчик углового положения выходного вала реализован иа основе вращающихся трансформаторов типа ВТ-5 и ВТ-100 и преобразователя фаза-код и обеспечивает в первом случае Ыдп=20000, а в втором - 64800 импульсов на оборот. Исследования проводились а режимах позиционирования, отработки гармонических пходных сигналов и движения с постоянной скоростью и позволили установить'следующее:

- специфической особенностью, спрадслякгдей работоспособность цифро-аналоговой следящей системы и качество ее работы, является большая дискретность сигнала управления и обратной связи на оборот вала приводного двигателя;

- для ■ ограничения динамических нагрузок а кинематической цепи траекторию движения необходимо формировать с учетом ограничений производных угла поворота;

- следящая система работает в очень небольшой области параметров амплитуда-частота гармонического входного сигнала, которая полностью определяется дискретностью датчика положения (рис.4: 1 и 2 - теоретическая и экспериментальная границы области работы; а« и £ГГ -амплитуда и частота входного сигнала) ;

- для воспроизведения гармонического входного . сигнала с точностью 1-2 дискреты должны быть выполнены следующие условия: полоса пропускания контура скорости электропривода £р должна быть меньше резонансной частоты механической системы в 5-6 раз; частота квантования в контуре полозкенигг £4 должна прекип-.ть его полосу пропускания более чем в 5■раз, а частоту входного гармонического сигнала Л более чем в 20 раз;' частота входного гармонического сигнала должна быть меньше полосы пропускания контура положения не менее чем в 4 раза;

- при больших входных сигнала:« оыибка системи в значительной степени зависит от добротности по скорости электропривода и, следовательно, может быть уменьшена путем оптимизация системы;

- при малых входных сигналах поведение системы и установившаяся ошибка полностыл определяется дискретностью по урошво входного сигнала и сигнала обратной связи;

- при оптимальной нгстрсйко регуляторов для постоянных па-

раметров следяшдя система обеспечивает требуемый диапазон изменения амплитуд и частот входного гармонического сигнала и динамическую точность воспроизведения траектории в 1-2 дискреты;

- рассмотренные 'следящее системы с различными типовыми структурами и регуляторами характеризуются высокой чувствительностью к отклонению параметров объекта, регуляторов и компенсационной связи, что определяет необходимость применения при реализации следят*« систем ДПП адаптивных устройств.

Во второй главе рассматриваются вопросы построения адаптивных следящих систем цифрового управления от микроэвм исполнительными электромеханическими преобразователями поворотных плат" форм и синтеза оптимальных цифровых регуляторов основного контура управления. Дается анализ современных вариантов построения подобных систем с активной адаптацией, возможностей алгоритмических решений задач оптимизации, по результатам которых делается вывод о наибольшей перспективности для реализации в следящих системах управления поворотных платформ алгоритмов самонастройки типа STPP (самонастройка с адаптивным размещением полюсов). С учетом ' сформулированных условий практической реализуемости рассматриваемого класса алгоритмов в заданной структуре аппаратного обеспечения системы, разработана структура модуля резидентного программного обеспечения (рис.5}. Особенностью предложенного алгоритма реализации адаптивного контура является разбиение работы контура адаптации на Зоны, формируемые подпрограммой задания зоны настройки параметров цифрового .регулятора в соответствии с заложенным в нее алгоритмом. В простейшем случае процесс адаптивной настройки может быть разбит на две зоны. Первая зона характеризуется либо достижением цели управления, либо работой системы управления на предельном режиме, и формирует запрет на перестройку параметров регулятора. Превышение критерием качества qi заданного диапазона значений 4t>0.7*qlflon определяет вторую зону настройки - настройку по оценкам параметров объекта управления, рассчитанным в модуле идентификации. Такое решение позволяет сократить время переходного процесса, повысить быстродействие контура адаптации за счет сокращения

обращений к. контуру идентификации и устойчивость адаптивной системы в переходном, режиме, С учетом особенностей функционирования программного обеспечения сформулированы требования на paspa-

Контур_ адаптации

Рис.S. Функциональная схема модуля резидентного программного

обоспачеяия.

ботку его составных элементов.

Разрабатывается цифровой регулятор основного контура управления. При выводе уравнений синтеза структуры и расчета численных значений коэффициентов закона управления используется метод решения . обратных задач динамики, согласующейся по оптимизирующемся параметрам (корни характеристического уравнения с выбранным типом адаптивного алгоритма БТРР. В уравнениях синтеза

В(г)«0(*) + А(г)«С(*) = Н(г) . (5)

где С,О и А,В-соответствешю полиномы дискретных передаточных функций регулятора и модели объекта, предложено использовать стандартные разностные формы

Н(г) = гА + цх-и гх"'+...+Ц1,и-ц« (б)

пониженного порядка с X £ 2-к , где к-порядок обтьекта, с целью сокращения количества оптимизируемых корней и повышения скорости программного модуля оперативного расчета и настройки коэффициентов цифрового регулятора в контуре адаптации.

Разработан алгоритм решения задачи многокритериальной параметрической оптимизации регулятора положения, основанный на построении по результатам экспериментов статистической модели, устанавливающей связи параметров регулятора и показателей качества

Уф = £в'Й + 22|в11»Х1Х«| 1=1, щ, (7)

1=0 ' и

где Уф-гиперповерхность относительно 1-го показателя качества;

' В^з-коэффициекты регрессии для уравнения соответствующей д,-ой поверхности; X;] ,Хз-кодовыа значения оптимизируемых факторов; ш-количество оптимизируемых факторов; г^-количество показателей качества, относительно которых функционально ' ориентируется статистическая модель.

Излагается решение задачи отыскания условных экстремумов с применением метода неопределенных множителей Лагранжа и решении методом Ньютона получаемых систем т+1 нелинейных уравнений

В'| + 2В'иХ1+ £ В'ВД + Х

- . »о;

2 вте+£ £ П^Х]!« - чи = 0.

Таким образом, анализируется теоретическая возможность одновременного достижения в системе заданных предельных значений

¿В'чХ]

= 0, ¡ = 1,т;

показателей с&ло„, ранжированного критерия качества, фор-

мально сводящего задачу оптимизации параметров' регулятора X} к реаени» упорядоченной системы неравенств 1тЧ1<д1доп, 1=1, П1, которая решается на основе предложенной модификации алгоритма линеаризации Б.В.Пшеничного. Результаты проведенных исследований показывают, что практически для любых ситуаций решение, если оно существует, получается за 1-2 итерации алгоритма линеаризации.

Разработанная обобщенная методика автоматизированного синтеза цифрового регулятора позволяет сапзать задачи структурного и параметрического синтеза путём последовательной оптимизации коэффициентов регуляторов различных структур с заданием различного вида стандартных разностные: уравнений, а так даэ определять предельные возможности по обеспечению.различных показателей качества в системах с различными регуляторами, правильно расставлять приоритет введения корректирующих попразок'и пршгятия компромиссных решений по назначению чхдоп» структура и порядку цифрового регулятора й стандартных разност:их форм Н(г).

Разработаны алгоритмы корректирует^« поправок коэффициентов регуляторов, основанных на замене экспоненциальных зависимостей апгроксимируккц^ки степенными рядами, позволяющие'свести сложила вычислительные структ;грп к нескольким магшягки операциям типа "сложение", "умножение", благодаря чему стала возможной про-гра!;мная реализация разработанного алгоритма адаптивного управления следящими электроприводами поворотной платформы.

В третьей главе проводится обзор различных методов, параметрической идентификации, обосновывается применение ■ методов модулирующих функций и функций чувствительности. Разработаны их программно-ориентированные модификации доя оценок параметров элек-трсмохаютчесгсих преобразователей, позволквпнх за счет применения методов аппроксимации, обработки данных с минимальными расчетными требованиями, организации в минимально необходимом объема итерационных и цикловых процедур, дробления оцениваемого вектора параметров, максимально приблизить темп срабатывания модуля идентификации к темпу процесса. управления. Разработанные алгоритмы идентификации по сравнению с классическими методами характеризуются более высокими точностными показателями, кеныггй чувствительностью к пумгм ::одовш: датчиков полсякния, на требуют измерителей (вычислителей) внутренних координат электропривода.

На основе проведенных исследований точностных характеристик разработанных модификаций методов идентификации предложены алгоритмы прогнозирования ошибок оценки параметров и адаптивной коррекции объема выборки и частоты сгьема информации, гарантируюшда асимптотическое приближение оценок к заданной точности идентификации. Выработаны рекомендации на применение методов в конкретных системах управления.

Разработаны алгоритмы корректирующих поправок коэффициентов дискретных уравнений модели объекта управления, аналогичных алгоритмам, описанным в главе 2.

В четвертой глазе разрабатывается программное обеспечение ,для имитационного моделирования адаптивных цифро-аналоговых электромеханических следящих систем поворотных платформ и излагаются результаты имитационных исследований таких систем.

Программное обеспечение ориентировано на проведение имитационных исследований адаптивных цифро-аналоговых электромеханических систем следящего электропривода поворотных платформ, выполнено на языке Borland Pascal v.7 приментительно к ЭВМ типа IBM/PC стандартной конфигурации и содержит два основных блока:

- блок расчета модели объекта в виде электропривода ДПП и цифрового регулятора с соответствующими библиотеками моделей;

- блок адаптивной настройки, включающей в себя субблок формирования зоны адаптации, субблок оценки параметров объекта регулирования и субблок расчета параметров настройки цифрового регулятора,

и ряд дополнительных блоков: блок сервис-программы; блок начальных установок; блок формирования управляющих сигналов, нагрузок и внешних возмущений; блок отображения информации.

Программное обеспечение выполняет следующие функции:

- задание структуры, типа регуляторов и параметров электрической и механической систем модели привода ДПП;

- задание различных видов движения и их параметров;

- расчет оптимальных параметров настройки регуляторов при постоянных параметрах объекта;

- резким активной адаптации, который обеспечивает определение полновесных оценок параметров объекта и перенастройки цифрового регулятора в контуре положения;

- задание нагрузок и внешних возмущений;

- отображение графической и цифровой информации.

Программное обеспечение использовалось в главе 1 для имитационных исследований следящих систем механизмов ДПП с типовыми регуляторами и настройками, а в главе 4 для исследования эффективности работы предложенного цифрового регулятора в качестве регулятора в основном контуре управления, методик его синтеза и параметрической оптимизации. Анализ результатов многочисленных исследований следящего электропривода ДПП позволил установить следующее: ' •

- предложенный цифровой регулятор и методика его синтеза применительно к рассматриваемому классу следявддс' электроприводов мало критичны к изменению а широких пределах структуры и параметров объектов управления;

- предложенный цифровой регулятор.и методика его синтеза, как и типовые регуляторы и их настройки обеспечивают высокие качественные характеристики электропривода ДПП, но весы-га чувствительны к переменным параметрам настройки и сС/ьекта;

- разработанный модуль активной 'адаптации в сочетании с цифровым регулятором положения практически сохраняет динамические характеристики следящего электропривода (рис.б) на только применительно к механизмам ДПП, для которых характерно сравнительно медленное изменение параметров объекта, но и в сисчамах, где параметры могут изменяться скачком в значительных'' пределах. Это делает такие адаптивные следящие системы электропривода весьма перспективными для широкого практического применения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработано математическое описание ДПП, позволяющее построить модель ДПП как сложного взаимосвязанного нелинейного объекта и исследовать его динамические свойства, а также определить пути и условия упрощения его модели (с ошибкой не более 10%), в виде двух невзаимосвяэанных систем, что позволяет использовать для анализа и синтеза следят;« систем с такими объектами математический аппарат теории автоматического управления для н©взаимосвязанных систем.

2. Разработаны методики синтеза и оптимизации алгоритмов функционирования программных модулей основного контура управления и контура адаптации, позволяющие осуществить их совместную

оперативную программную реализацию и обеспечивающие высокую динамическую точность при функционировании системы управления поворотной ■ платформы в различных режимах при стохастическом изменении параметров объекта и возмущающих воздействий.

3. Разработана структура модуля резидентного программного обеспечения, обеспечивающая, по сравнению с классическими решениями, повышение быстродействия системы, ослабление условий квазистационарности параметров объекта и требований к быстродействию устройства идентификации.

4. Разработан подход к решению многокритериальной параметрической оптимизации регуляторов электромеханических систем, основанный на, построении по результатам экспериментов на конфетном электромеханическом модуле функционально-ориентированной статистической модели и решении ряда задач нелинейного программирования. Ориентированная под объект типа электропривод методика параметрической оптимизации обладает свойствами универсальности по отношению к структурам оптимизируемых регуляторов, набору . заданных показателей качества, режимам функционирования настраиваемых систем.

5. Разработана ориентированная под программную реализацию обобщенная методика.синтеза цифрового регулятора основного контура управления, связывающая в единое целое : .дачи структурного и параметрического синтеза. Методика позволяет определять предельные возможности системы- по обеспечению различных показателей

, качества с регуляторами различных структур и различного функционального назначения, правильно расставлять приоритеты введения корректирующих поправок■и принятия компромиссных решений, осуществлять автоматизированную настройку цифровых систем управления исполнительными электроприводами, решать большой комплекс исследовательских задач.

6. Разработаны алгоритмы идентификации параметров динамических объектов на базе методов модулирующих функций и функций чувствительности. Проведены исследования точностных характеристик полученных программных модулей идентификации, определен критерий, выявлены у^овия адаптивной коррекции объема выборки и частоть? сгьема информации, коэффициентов дискретных уравнений, позволяющих производить оперативную оценку параметров электромеханических исполнительных модулей с заданной точностью.

7. Экспериментальные исследования программно реализованных методик оптимизации и разработанного управлявшего модуля резидентного программного обеспечения подтвердили состоятельность положений и аналитических зависимостей, которые были получены при теоретических исследованиях.

Основное содержание диссертации опубликовано в сэтедуквд^х работах:

1. Барабышкин А.И., Удут С.Л., Хорьков А.К. Цифровое! следящий электропривод с параметрической адаптацией/Материалы региональной научно-тех1с1чоской конференции "Следопыта электроприводы промышленных установок, роботов и манипуляторов".-Челябинск,1906.-с.59.

2. Бейнарович В.А., Удут С.Л., 'Хорьков Л.К. Цифровой следящей электропривод с параметрической адаптацией/Материалы Всесоюзной научно-технической конференции "Проблс-Si развития аппаратных и программных средств вычислительной техники" .-М.: Радио и связь, 1987.-с.126-127.

3. Удут С.Л., Утешав К.Т., Хорьков А.К. Сценка параметров электропривода методом модулирующее фующчй.-Томский институт АСУ и радиоэлектроники.-Томск, 1988, 23с.:ил.9', библиогр. 7 наим. (рукопись деп. в ИНФОШЭЛЕКТРО 05.10.G8, №300-3188).

4. Бейнарович В.А. , Удут С.Л., Хорьков А.К. Обеспеченна стабильности качественных показателей в электромеханических системах с цифровым управлением/Материалы региональной научно-технической конференции "Автоматизация и иехаиклаи^'л п магп-шо-строении".Часть I.-Кемерово, 1900.-е.46-48. •..'■'

5. Удут С.Л., Хорьков А.К. Оптимизация параметров регуляторов следящих электроприводов с цифровым . управлеш!ем/Материалм научно-технической конференции "Проблем* экономии экоргетича-ских, материальных и трудовых ресурсов". -Новосибирск, 1988.-с.77-78.

6.'Карлов П.А., Удут С.Л., Хсрькоп А.К. Оцсжа параметров электроприводов/Материалы научно-практической конференции . молодежи и студентов по техническим наукам и высоким технологиям. -Томск, 1995.-с.58.

7. Карлов П.А., Удут С.Л., Хорьков А.К. Синтез и настройка цифровых регуляторов электромеханических• систем с контуров адаптации/ Материалы научно-практической конференции молодежи и сту-

дентов по технически , наукам и высоким технологиям. -Томск, 1995.-с.59.

8. Карлов П.А. , Удут С.Л. , Хорьков А.К. Идентификация параметров электромеханических преобразователей на базе метода функций чувствительности. /В сб. "Методы и алгоритмы автоматизации технологических процессов" под ред. В. П. Тарасешсо.-Томск: Изд-во ТГУ, 1995.-с.169-179.

9,. Карлов П.А., Удут С.Л. , Хорьков А.К. Синтез и настройка цифрового регулятора следящей системы/В сб. "Аппаратно программные средства автоматизации технологически;;: процессов" под ред. Ю. А. Иурыгина.-Томск: Изд-во ТГУ, 1995.-с.120-128.

10. Карлов П.А., Удут С.Л,, Хорьков А.К. Идентификация параметров электромазсаничесгоп: преобразователей./В сб. "Теория и техника автоматического управления" под ред. К.А.Хорькова.-Изд-во ВИНИТИ, 1995,-р.47-60.

11. Карлов П.А., Удут С.Л., Хорьков А.К. Синтез цифрового регулятора • следящей системы с применением статистических моделей . /В сб. "Теория и техника автоматического управления" под ред. К.А.Хорькова.-Изд-во ВИНИТИ, 1995.-с.21-31.

Заказ 2.55 Тираж 100 Томск, пр. Ленина, 40.ТАСУР,