Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Теличенко Денис Алексеевич

Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний
<
Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Теличенко Денис Алексеевич. Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01.- Благовещенск, 2006.- 198 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/15

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Характеристика проблемы управления априорно неопределенными объектами с последействием 11

1.1. Управление динамическими объектами в условиях априорной неопределенности 11

1.2. Методика синтеза систем управления на основе критерия гиперустойчивости и метода непрерывных моделей 19

1.3. Использование метода расширенной ошибки и схем компенсации в системах с запаздыванием по управлению 27

1.4. Концепция явно-неявного эталонного упредителя в задачах управления объектами с запаздыванием 33

Глава 2. Разработка адаптивных систем с упредителем для объектов с запаздыванием по управлению 39

2.1. Структура контура управления и постановка задачи синтеза 39

2.2. Синтез алгоритмов адаптации для объектов с запаздыванием по управлению 45

2.3. Регуляризация алгоритмов адаптивного управления 56

2.4. Выводы по главе 63

Глава 3. Адаптивные системы управления объектами с запаздываниями и различными структурами эталонного упредителя 64

3.1. Математическое описание и постановка задачи синтеза 64

3.2. Алгоритмы адаптивного управления для объектов с запаздыванием по управлению и состоянию 70

3.3. Адаптивное управление объектами с запаздыванием нейтрального типа и с запаздываниями по состоянию и управлению 84

3.4. Выводы по главе 91

Глава 4. Алгоритмы контура адаптации систем децентрализованного управления с эталонным упредителем 92

4.1. Математическое описание и постановка задачи синтеза 92

4.2. Эквивалентное математическое описание систем децентрализованного управления 101

4.3. Синтез алгоритмов адаптивных систем децентрализованного управления объектами с запаздываниями 103

4.4. Выводы по главе 112

Глава 5. Прикладное исследование систем управления с эталонным упредителем 113

5.1. Реализация адаптивных систем управления для различных тепловых объектов с запаздыванием 113

5.2. Программный комплекс имитационного моделирования адаптивных систем управления с эталонным упредителем 131

5.3. Выводы по главе 138

Заключение 139

Список использованных источников 140

Введение к работе

Актуальность темы. Современное развитие производства характеризуется возрастающими критериями качества, предъявляемыми к выпускаемой продукции, снижением затрат на эксплуатацию и ремонт, а так же увеличением роли наукоемких технологий в проектировании систем автоматического управления. В настоящее время структура большинства технологических процессов такова, что точное математическое описание объектов (параметры которых могут изменяться в широких пределах) получить весьма затруднительно, а в некоторых случаях невозможно. В таких условиях априорная неопределенность математической модели накладывает значительное ограничение на используемые методы синтеза. При этом большими возможностями обладают системы управления, созданные по принципу адаптации.

Ухудшение качества работы системы управления, помимо априорной неопределенности объекта, связывают также с присутствием запаздывания. Наличие запаздывания или последействия в реакции системы управления на возникшее отклонение от рабочего режима приводит, как правило, к возникновению автоколебаний в замкнутой системе, а нередко – к потере устойчивости. Помимо этого в большинстве случаев имеется возможность измерять только входные и выходные сигналы системы, но не их производные. Задача управления при этом еще более усложняется, если разница порядков числителя и знаменателя передаточной функции объекта больше единицы. В этом случае возникает необходимость использования специальных дополнительных контуров (прогнозирующих устройств, блоков упреждения, схем расширения ошибки слежения).

Таким образом, задача построения относительно простых законов управления априорно неопределенными объектами с запаздыванием, у которых измерению доступны только входные и выходные координаты, по-прежнему является актуальной и востребованной.

Целью работы является разработка непрерывных и гибридных систем прямого адаптивного управления динамическими объектами с различными типами запаздываний и явно-неявным эталонным упредителем.

Задачи исследования включают в себя:

- разработку схем явно-неявного эталонного упредителя для различных объектов запаздываниями;

- построение структур адаптивных систем управления объектами с запаздываниями и явно-неявным эталонным упредителем;

- синтез алгоритмов адаптации систем управления с эталонным упредителем при наличии постоянных возмущений для одномерных и многосвязных объектов с запаздываниями по управлению, состоянию и нейтрального типа;

- применение полученных теоретических результатов для решения практических задач.

Методы исследования. Основу методологии исследования составляют теория гиперустойчивости, концепция положительности динамических систем, общие методы теории управления, теория устойчивости, теория адаптивных и робастных систем, теория матриц, теория дифференциально-разностных уравнений, метод непрерывных моделей.

Научная новизна работы.

1. Предложены различные структуры явно-неявного эталонного упредителя для адаптивных систем управления объектами с различными типами запаздываний.

2. Разработаны способы синтеза алгоритмов адаптации для одномерных объектов с запаздываниями в схемах с расширенной ошибкой и явно-неявным эталонным упредителем.

3. Развит метод синтеза адаптивных систем децентрализованного управления с явно-неявным эталонным упредителем для многосвязных объектов с запаздываниями по управлению, состоянию и нейтрального типа.

Практическая ценность результатов работы. Основные результаты диссертационной работы были получены автором при проведении исследований, выполнявшихся в 2005, 2006 г.г. в рамках НИР по заданию Федерального агентства по образованию «Модели и алгоритмы непрерывных и гибридных систем управления априорно неопределенными нелинейно-нестационарными объектами» (гос. Рег. № 02200503819).

Синтезированные в работе алгоритмы адаптации могут быть использованы при проектировании систем управления, предназначенных для работы с широким кругом априорно неопределенных объектов с различными типами запаздываний. Практическая ценность полученных законов адаптивного управления заключается в их существенном упрощении за счет использования концепции явно-неявного эталонного упредителя, а так же в универсальности и работоспособности синтезированных алгоритмов адаптации в условиях наличия различных типов запаздываний, параметрической неопределенности объекта управления и действия внешних возмущений. Значимость предлагаемых технических решений подтверждается научными публикациями.

Полученные в работе результаты использованы для создания адаптивной системы управления температурным режимом пароперегревателя (акт об использовании от 8 декабря 2005 г.), для создания адаптивной системы регулирования температуры исходной воды водоподготовительной установки БТЭЦ (акт о внедрении от 23 июня 2006 г.). Отдельные результаты исследований используются в учебном процессе Амурского государственного университета в дисциплинах «Теория автоматического управления», «Автоматизация технологических процессов», курсовом и дипломном проектировании по специальности 220301 – «Автоматизация технологических процессов и производств».

На защиту выносятся следующие положения:

Структуры основного и дополнительного контуров управления для адаптивных систем с различными запаздываниями и эталонными упредителями.

Процедуры синтеза непрерывных и дискретных законов адаптивного управления одномерными объектами с запаздываниями в схемах с расширенной ошибкой и явно-неявным эталонным упредителем.

Методика разработки непрерывных и гибридных адаптивных систем децентрализованного управления с эталонным упредителем для класса многосвязных объектов с различными типами запаздываний при действии постоянных возмущений.

Апробация результатов работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на IV Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», Новочеркасск, 2004; на VII Всероссийском семинаре «Моделирование неравновесных систем», Красноярск, 2004; на III Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование», Томск, 2004; на XIII Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения», Красноярск, 2005; на VIII Всероссийском семинаре «Моделирование неравновесных систем», Красноярск, 2005; на IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов», Благовещенск, 2005; на заочной электронной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы математики», 2005; на XIX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (математические вопросы оптимизации и оптимального управления технологических процессов), Воронеж, 2006; на XIX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (математическое моделирование технологических процессов), Воронеж, 2006; на XIV научной конференции «Дни науки АмГУ-2005», Благовещенск, 2005; на ХVI и XVII региональных научно-практических конференциях «Молодежь XXI века: шаг в будущие, Благовещенск, 2005, 2006 гг.; на IX международном семинаре «Устойчивость и колебания нелинейных систем управления», Москва, 2006. Работа в целом обсуждалась на научных семинарах ТОГУ, АмГУ.

По результатам работы получены: патент РФ № 2281541 «Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по управлению», патент РФ № 2282883 «Самонастраивающаяся система управления для астатических объектов с запаздыванием по управлению», положительное решение о выдаче патента «Адаптивная система управления астатическим объектом с запаздыванием» № 2005115280 (19.05.2005) от 14.07.06.

Публикации и личный вклад автора. Содержание диссертации отражено в 20 публикациях. В числе основных – 16 печатных работ, в том числе 7 статей и 2 патента.

В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат следующие научные и практические результаты: в [1, 6] – метод решения, синтез алгоритмов функционирования, доказательство утверждений; в [5, 11, 14] – постановка задачи, синтез алгоритмов адаптации; в [10, 12, 15] – доказательство утверждений, разработка структурных схем и алгоритмического обеспечения; в [4] – создание модулей текста программы; в [2, 3, 8] – упрощение структур систем управления, синтез алгоритмов функционирования.

Основные результаты работы, полученные автором самостоятельно, и опубликованные без соавторства – [7, 9, 13, 16].

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений. Работа изложена на 139 страницах основного текста (с рисунками), содержит 34 рисунка, 159 наименований библиографических источников, 44 страницы приложений.

Использование метода расширенной ошибки и схем компенсации в системах с запаздыванием по управлению

Как отмечалось ранее, создание высокоэффективных систем адаптивного управления ограниченно рядом факторов. Наиболее существенными из них является наличие запаздывания и недоступность измерению всего вектора состояния объекта управления. Эта проблема становится тем более значимой, если принять во внимание тот факт, что математическое описание реального технологического процесса чаще всего получают в форме вход-выход с относительным порядком передаточной функции больше единицы. Все эти факторы приводят к тому, что при проектировании системы управления в рамках критерия гиперустойчивости, нарушается условие строгой положительности передаточной функции эквивалентно преобразованной системы.

Одним из популярных способов преодоления перечисленных трудностей является использование концепции расширенной ошибки, предложенной Р. Монополи в работе [141]. На основании данной работы впоследствии различными авторами были опубликованы многочисленные варианты схемы расширения ошибки слежения [158, 148, 144, 146, 142]. В работах [137, 145, 138, 140] были найдены дискретные аналоги указанных схем, в работах [73, 157] показана возможность применения данной методики для улучшения скорости сходимости и идентифицирующих свойств алгоритмов адаптации. До недавнего времени одним из наиболее существенных недостатков перечисленных выше схем расширения помимо их структурной сложности [80] являлось то, что имеющиеся результаты не распространялись на системы управления с запаздыванием. В настоящее время данная проблема подробно обсуждается, и существуют работы, в которых метод расширенной ошибки используется для синтеза непрерывных одномерных систем с запаздыванием [85], непрерывных многомерных систем с запаздыванием [82, 83], гибридных систем с запаздыванием [38].

Рассмотрим подробно вопрос, связанный с адаптивным управлением системами с запаздывающим аргументом. Известно, что наличие любого типа запаздывания в системе является негативным фактором, существенно сказывающимся на качестве ее работы. Запаздывание или последействие в реакции системы управления на возникшее отклонение от рабочего режима приводит, как правило, к возникновению автоколебаний в замкнутой системе, а нередко - и к потере устойчивости [16]. При математическом описании технологического процесса, где влияние последействия существенно, необходимо использовать уравнения в более общей форме, чем дифференциальная, а именно - дифференциально-разностные уравнения, представляющие собой особый класс функциональных уравнений.

Дифференциально-разностные уравнения впервые были описаны в работах Лапласа и Эйлера, однако повышенный интерес к ним и развитие их теории в связи с потребностями практики относятся ко времени второй мировой войны. Основополагающей работой по теории устойчивости систем, описывающихся уравнениями этого типа, является работа Л. С. Понтрягина [93]. К наиболее известным публикациям в данной области можно отнести работы Р. Балмана, К. Кука, А. Д. Мышкиса, Л. Э. Эльсгольца [135, 76, 128]. Вопросы устойчивости систем с запаздыванием так же подробно рассмотрены В. Резерваном в работе [101].

Среди всех типов запаздываний наибольшее распространение имеет запаздывание по управлению, а так же его сочетание с запаздываниями по состоянию и нейтрального типа. Для компенсации запаздывания могут применяться различные способы: введение дополнительных контуров управления и динамических регуляторов специальной структуры [20, 105, 126, 125, 123]; способы, основанные на прогнозе управляющего воздействия на величину запаздывания [106]; способы, основанные на применении регулятора Смита и его аналогов [133, 151, 150, 152, 153, 156], использовании прогнозирующего устройства [123, 85] и блока упреждения [24]. При проектировании адаптивных систем управления с запаздыванием чаще всего используют метод функционалов Ляпунова-Красовского [126, 53, 124] и теорию гиперустойчивости В. М. Попова [20, 23].

Наиболее близким подходом к рассматриваемому в диссертационной работе является подход, основанный на использовании для компенсации запаздывания блока упреждения. Синтез системы адаптации в данном случае можно провести в рамках критерия гиперустойчивости и с помощью методики расширения ошибки слежения [127, 39]. Структура такой системы управления с блоком упреждения представлена на рисунке 1.1, где ЗВ - задающее воздействие; АР - адаптивный регулятор; БР - блок расширения; ЭМ - эталонная модель; ОУ- объект управления; БУ - блок упреждения.

Кратко изложим суть данного подхода [127]. Рассматривается априорно неопределенный объект управления вида где x(t)eRn - переменные состояния; y{i) R - выход объекта; u(t)eR - управляющее воздействие; h=const 0 - известное постоянное запаздывание; (p(QeCh - начальная функция; Ch - пространство ограниченных непрерывных функций; A, L, В - матрица и векторы соответствующей размерности; -набор неизвестных параметров, принадлежащих известному множеству Е;

Синтез алгоритмов адаптации для объектов с запаздыванием по управлению

. Синтез непрерывной адаптивной системы. При синтезе системы управления первоначально рассмотрим случай f(t) = 0, Будем также считать, что относительный порядок передаточной функции объекта (2.1) l \:

P- = A-x{t) + B-u(t-h% y(t) = LT-x{t), at (2.2/) A = A(ft B = B{a Ь = Ш W (s) = -e hs, degb(s) = m, dega(s) = n, l = (n-m) \. (2.28) a(s) К выходу объекта управления (2.27), (2.28), согласно разделу 2.1.1, аналогично (2.11), подключим фильтр вида (2.10). Полученная в результате этого соединения расширенная форма записи объекта управления имеет вид Совместно с объектом управления (2.27) - (2.29) рассмотрим явно-неявный эталонный упредитель (2.5), (2.6) с эквивалентной формой записи в виде (2.7), (2.8) и в расширенном пространстве состояний описывающимся уравнениями (2.12), (2.14). Структуру адаптивного регулятора в рассматриваемой системе управления объектом (2.27), (2.28) зададим в виде (2.9).

Следуя стандартной последовательности синтеза, проводимого в рамках критерия гиперустойчивости [37], согласно формулам (1.1) - (1,7) раздела 1.2, выделим ряд этапов проектирования.

Первый этап. Получим эквивалентное описание исследуемой системы управления. Согласно разделу 1.4 вместо исходного описания объекта управления (2.27), (2.28) и эталонного упредителя (2.5), (2.6) будем использовать их эквивалентное представление в виде (2.29), (2.14).

Предположим, что для объекта управления (2.29) и эталонного упредителя (2.14) выполняются условия структурного согласования

A„-A = -BM-zl0-LTt B = Bj\ + Z2ol (2.30)

где хт X2Q - неизвестные постоянные, соответственно вектор и скаляр, значения которых определяются в процессе настройки.

Введем в рассмотрение сигнал ошибки e(t)=xM(t)-x(t), (2.31) и вычтем из уравнения (2.14) уравнение (2,29), Полученное в результате эквивалентное математическое описание исследуемой системы адаптивного управления может быть представлено в виде

"de(t) Второй этап. Разрешим проблему вещественности и строгой положительности ЛСЧ эквивалентной системы (232). Очевидно, что передаточная функция системы (2.32) с учетом представления эталонного упредителя в явно-неявной форме (2.7), (2.8), схемы подключения фильтра (2.10), (2.12), а так же имеющих место тождеств вида

Из уравнения (235) следует, что данная передаточная функция не является строго положительно-определенной функцией (см. приложение П.1, формулы (111.6) -(П.1.8)).

Для разрешения проблемы положительности передаточной функции (2.35) воспользуемся результатами, полученными в рамках методики расширения ошибки слежения [127, 39]. Преобразуем эквивалентное математическое описание системы (232) с помощью специально сформированного гур-вицева полинома D{p) где первые два уравнения описывают линейную стационарную часть (ЛСЧ), а последнее уравнение - нелинейную нестационарную часть (ННЧ) эквивалентной расширенной системы; v (t) є R - обобщенный выход.

Алгоритмы адаптивного управления для объектов с запаздыванием по управлению и состоянию

. Синтез непрерывной системы адаптации. Аналогично, как и ранее, при синтезе системы управления первоначально рассмотрим случай f(t) ЕЕ 0, а затем, аналогично [119], проведем огрубление алгоритмов самонастройки для получения системы адаптации, работоспособной в условиях постоянного действия возмущений вида (3.2). Рассмотрим объект (3.1) - (3.4) с относительным порядком передаточной функции / 1 и запаздыванием по состоянию и управлению, функционирующий в условиях отсутствия внешнего возмущения, заданный в виде

Для расширения пространства состояния объекта управления (3.21), (3.22), аналогично, как и ранее, к его выходу подключим фильтр переменных состояния (2.10), (2.11). Уравнение этого последовательного соединения запишем в эквивалентном виде

где x(t) є R2" l - переменные состояния; A, L, A, В - матрицы и вектор соответствующих размерностей; y{t)&Rn - оценки переменных состояния объекта управления.

Для компенсации запаздываний по состоянию и управлению, а также задания желаемой динамики процессов управления совместно с объектом (3.21), (3.22) рассмотрим явно-неявный эталонный упредитель (3.5) - (3.8). В связи с тем, что в рассматриваемом случае помимо запаздывания по управлению присутствует и запаздывание по состоянию, модифицируем структуру эталонного упредителя (2,5) и представим ее в виде [26]

Явно-неявный эталонный упредитель (3.24), (3.25) аналогично (1.30) (1.33), можно записать в явном виде (3.9) следующим образом [22, 26]: где матрицы Аш Ам, и вектор Вм задаются исходя из выполнения следующего тождества

Согласно разделу 1.4 для явно-неявного представления эталонного уп-редителя (3.24) - (3.27) также запишем уравнения последовательного соединения данного блока с фильтром (2.10), согласно (2.12). Полученная в итоге расширенная форма записи эталонного упредителя будет иметь вид

В проектируемой системе (3.21) - (3.28) структуру адаптивного регулятора (3.10) зададим следующим образом:

Аналогично, как и ранее, синтез системы проведем в рамках критерия гиперустойчивости, для чего согласно разделу 1.2. выделим ряд этапов проектирования.

Первый этап. Перейдем к эквивалентному математическому описанию системы управления (3.21) - (3.29). Согласно разделу 1.4, вместо исходного описания объекта управления (3.21) - (3.22) и эталонного упредителя (3.24) -(3.25) далее будем рассматривать их эквивалентное представление в виде (3.23),(3.28).

Пусть для объекта управления (3.23) и эталонного упредителя (3.28) выполняются условия структурного согласования т где Z]Q Xw %з(] -неизвестные постоянные, соответственно вектор, скаляр и вектор, значения которых определяются в процессе настройки.

Вычтем из уравнения (3.28) уравнение (3.23). Тогда, принимая во внимание (3.30), эквивалентное математическое описание системы управления относительно сигнала рассогласования (2.31) представим в виде = Ам e{i) + Ам e(t - г) + В,, f-l{t\ (3.31) dt ) = [Ы{)-Х1оТ-у(0 + ЫО-Х2аУ -Н) + где v(t) eR - обобщенный выход. Второй этап. Рассмотрим решение проблемы вещественности и строгой положительной определенности ЛСЧ эквивалентной системы (3.31), которая в данном случае определяется как передаточная функция вида — / и» (3.32) L (s-E-AM A,l-e TmSyBM w,cA ) /;(s) det(j Е - AM - AM г ) В связи с тем, что для явно-неявного представления эталонного упре-дителя, с учетом схемы расширения и подключения фильтра (2.12), (3.27), аналогично (2.33) - (2.35) имеют место следующие тождества (3.33) gT-lT-(s-E-AM -A, e- syBM=g{s)-b(s)-kM, det(s Е - А;,-А„ е г" ) = ф) b{s) ajs), передаточную функцию (3.32) можно представить следующим образом: WilC4(s) = к, v(s) g{s) b(s") км M(s) ф) b(s) ам {s) det(j E - AM - Afl, е ) (3.34) Для решения проблемы положительности ЛСЧ вида (3.34) так же, как и ранее, воспользуемся методикой расширения ошибки слежения [26, 28]. Для этого запишем математическое описание (3.31), (3.34) в виде - - = Ам е (0 + Лд, -e (t)+ Вм м (0. at y(t)-D(p)-gT-LT-e,(t), M40-0(p)-%(t)-%J (t) + (Z2(t) Z2o)- -h)+ (3.35) + Ы )-ХыТ- к -щ e.t.(t) = D(py]-e(t\ где Щр) - гурвицев полиномом, явный вид и степень которого будет определена позже.

Эквивалентное математическое описание систем децентрализованного управления

Одним из ключевых моментов проводимого прикладного исследования является имитационное моделирование систем управления. Этому, с одной стороны, способствует очевидное упрощение процедуры практического внедрения, так как часть исследований выполняется не на реальном объекте, а на вычислительной машине. С другой стороны, при моделировании, помимо общей оценки качества работы полученных структур можно выполнить и ряд специфических задач. Например, осуществить подбор постоянных коэффициентов адаптивного регулятора, проверить работоспособность алгорит 132 мов управления при изменении параметров объекта и в случае наличия в сис теме возмущающих воздействий различной природы, изменить настройки основного и дополнительного контуров управления. Также нельзя не отме тить, что при современном развитии вычислительной техники большинство законов управления приходится реализовывать на цифровых вычислитель ных устройствах, функционирование которых происходит дискретно во вре мени. А это ведет к тому, что имеющийся в таких системах, шаг дискретиза # ции должен быть учтен как при проектировании системы, так и на этапе ис следования ее работоспособности. Расширяя набор базовых возможностей пакета MatLab версии 6.5, в ча стности его основного приложения - Simulink [47], автором создан закончен ный программный продукт, представляющий собой комплекс программ, предназначенных для исследования адаптивных систем управления с эталон ным упредителем. Данный программный продукт состоит из набора т и mdl файлов, объединенных в единый каталог.

С помощью разработанной программы, названной «Адаптивные системы с эталонным упредителем для объектов с запаздываниями», пользователь может выполнить следующее:

- задать адаптивные одномерные или многосвязные системы управления объектами с запаздыванием по управлению, с запаздываниями по состоянию и управлению, с запаздыванием нейтрального типа и запаздывания-ми по состоянию и управлению;

- выбрать необходимые параметры основного и дополнительного контуров управления (адаптивного регулятора, эталонного упредителя, фильтров переменных состояния, схемы расширения);

- провести автоматический расчет дискретной реализации основного и дополнительно контуров управления;

- выбрать время моделирования, задать шаг дискретизации, определить управляющее и возмущающие воздействие;

- построить соответствующие графики переходных процессов для каждой из исследуемых систем;

- провести в случае необходимости изменение структуры системы адаптивного управления.

Запуск программы осуществляется с помощью набора в командной строке имени файла проекта - «start». При этом очищается область оперативной памяти, выделенной MatLab и рабочий экран системы, закрываются окна построенных ранее графиков. На экран выводится окно главного меню (рисунок 5.8).

Задав необходимые для расчета параметры системы управления (возможна так же загрузка сохраненных ранее параметров или параметров по умолчанию), пользователь может сохранить результат в рабочей области MatLab для дальнейшего использования и моделирования, а так же перейти на первоначальный экран главного меню. Введенные при этом данные автоматически сохраняются в виде отдельного файла.

Теперь, используя введенные и загруженные параметры системы управления можно провести расчет дискретной системы (кнопка «Вывод данных»). Полученный в этом случае результат выводится в рабочую область MatLab, как это показано на рисунке 5.10.

Загруженными параметрами системы управления также можно воспользоваться и для имитационного моделирования (кнопка «Моделирование»). При этом на экран выводится окно с выбором вида исследуемой системы - рисунок 5.11, в котором после нажатия на соответствующую функциональную кнопку открывается simulink-модель, рисунок 5.12.

В данной модели пользователь может сам не только провести имитационное исследование полученной системы управления, но так же изменить ее структуру, просмотреть в режиме реального времени соответствующие переходные процессы.

Похожие диссертации на Адаптивные системы управления с эталонным упредителем для объектов с различными типами запаздываний