Введение к работе
Актуальность работы. Управление неопределенным объектом при наличии ограниченного внешнего возмущения является одной из актуальных задач автоматического управления. Метод частотных параметров - один из перспективных путей ее решения. Развитие этого метода на случай дискретных систем, изложенное в диссертационной работе, представляет как теоретический так и практический интерес, что обусловлено преимущественным применением цифровых систем управления в новых разработках.
Неопределенность объекта обычно возникает при резких изменениях режимов работы объекта, его неисправностях либо старении, а кроме того часто обусловлена сокращением сроков разработки объектов и средств управления, которое вызвано применением САПР при проектировании объектов управления, унифицированных элементов и управляющих ЭВМ для реализации управления, что приводит к ситуации, когда объект и устройства управления готовы к эксплуатации, но отсутствует математическая модель объекта, и поэтому не может быть построен алгоритм управления.
Неопределенность модели объекта сопровождается неопределенностью внешних возмущений действующих на объект.
В этих обстоятельствах управление в условиях неопределенности становится обычным, а не особым случаем, как это было 10-15 лет назад.
Можно выделить два подхода к построению управления в условиях неопределенности.
Первый подход - это -системы с оЧзльжими коэффициентами усиления, системы . с переменной структурой и бинарные системы.
Второй подход связан с адаптивным управлением, в большинстве методов которого основное внимание уделяется неопределенности параметров объекта, а внешние возмущения часто предполагаются случайными с известными статистическими" свойствами. В методах рекуррентных целевых неравенств н методе частотных параметров внешние возмущения - ограниченные функции с неизвестными статистическими свойствами.
Настоящая работа посвящена развитию метода частотных параметров для цифровых регуляторов, которые доминируют в практике управления.
Цель работы состоит в разработке_ на основе метода частотных параметров алгоритмов . цифрового управления объектом, который может быть описан линейным разностным уравнением с одним входом и одним выходом, с неопределенными параметрами в услощях неопределенных ограниченных внешних возмущений.
Методы исследования. Для решения этих задач был использован математический аппарат матричной алгебры и разностных уравнений, приемы и понятия классической и методы современной теории регулирования, основанные на концепции пространства состояний и частотных представлений.
Научная новизна.Теоретическая ценность. В работе метод частотных параметров развит на класс дискретных систем. При этом получены следующие теоретические результаты:
1. Доказана сходимость оценок частотных параметров
дискретного объекта к их истинным значениям в условиях
ограниченных внешних возмущений.
-
Доказана теорема о существовании и единствености идентификации коэффициентов дискретной модели объекта по его частотным параметрам.
-
Сформулирована задача точного цифрового управления. Получены условия ее решения и построена процедура синтеза регулятора.
. Практическая ценность работы. Разработанные в диссертации алгоритмы применимы при решении задач цифрового управления неопределенным объектом при воздействии внешнего возмущения, о котором известно лишь то, что' оно ограничено. Объект, должен.описываться линейным разностным уравнением с одним входом и одним выходом, и коэффициенты должны удовлетворять гипотезе квазистационарносч в, но объект может быть неустойчивым и иметь запаздывание зо управлению. Шлучены формулы вычисления оценок частотных параметров объекта и нахождения оценок коэффициентов parvccHoro уравнэния модели объекта. Для объекта без. запаз;' : - < устойчивого по
- з -управлеїшго решена задача точного управления при некоторых ограничениях на класс допустимых внешних возмущений.
Реализация полученных результатов. Разработан пакет программ, реализующий алгоритмы цифрового управления неопределенным объектом по измерениям частотных параметров. Разработана техническая реализация частотного адаптивного регулятора с использованием DBM типа IBM PC и серийного устройства связи с объектом, содержащего аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на' Третьей научной школе "Автоматизация создания математического обеспечения и архитектуры систем реального времени" (Саратов, 1992г.), 1-ом Совещании- "Новые направления в теории систем с обратной связью" (Уфа, 1993г.), .научных семинарах Института системного анализа.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ.
Структура к объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка литературы из 61 наименования. Основная часть работы изложена на 95 страницах машинописного текста и содержит 21 рисунок.
