Введение к работе
Актуальность работы. Основные свойства системы автоматическо-о управления закладываются уже на этапе эскизного проектирования и о многом определяются выбором класса корректирующих устройств, рнменясмымн методами их синтеза, а также способом описания и точ-бстыо математического описания объекта управления.
В последнее время разработаны основы теории однородных кор-емнруюших устройств (ОКУ), которые описываются непрерывными од-ороднымн операторами. Амплитудная и фазовая частотные хирак критики ОКУ формируются раздельно и не зависят от амплитуды входного игнала. что позволяет использовать устройства для устранения автоко-ебаний и расширения областей устойчивости систем при повышении их -лчества. ОКУ описываются кусочно-линейными функциями, что не ча-рудняст решение дифференциальных уравнений, описывающих системы с )КУ. для которых имелось аналитическое решение без применения \сг-юйства. ОКУ обладают свойством псевдо.типейносгн. ситез устройства озможен как в частотной области по желаемой часто і ион характерне і н-:е. так и в пространстве состояний. Указанные свойства ОКУ позволяют іешагь задачи управления и стабилизации для широкого класса систем іри показателях качества, близких к оптимальным.
В диссертационной работе решается задача разработки методики иктеза и реализации однородных корректирующих устройств в дискрет-ю~нспрсрывных быстродействующих системах управления -высотными істательньїми аппаратами, имеющая существенное значение для теории івгоматического управления и ее приложений.
Актуальность темы диссертации определяется необходимостью по-імшсния качества современных систем автоматического управления при охранении достаточных запасов устойчивости, снижении требований к 1СГЮЛНИГСЛЫ1ЫМ устройствам и уменьшении числа доводочных испыта-ІИЙ разрабатываемых технических систем.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка ілгоригмов синтеза однородных корректирующих устройств, обеспечн-шюишх близкие к желаемым динамические показатели и запасы устойчи-іостті существенно нелинейных систем автоматического управления СЛУ). развитие разработанных и предложенных ранее методов синтеза ЖУ на класс дискретно-непрерывных систем и систем с запаздыванием и ірпменсние полученных результатов при разработке системы стабилиза-ІНН лета тельного аппарата (ЛА).
Поставленная задача требует решения следующих тесно связанных іежду собой подзадач:
}
модификация метода определения параметров возможных нелинейных колебаний для исследования многоканальных многоконтурных систем со многими нслинейностями. включая случай дискретно-непрерывных систем;
исследование свойств ОКУ частотными методами и анализ областей допустимых частотных характеристик ОКУ с целью вычисления обеспечиваемых этими устройствами запасов устойчивости;
разработка алгоритмов синтеза ОКУ в фазовом пространстве;
- обоснование возможности применения ОКУ в системах с запазды
ванием; , ' .!, Л...';
исследование характеристик ОКУ при дискретной реализации и их модификация с учетом особенностей численных методов, применяемых в бортовых цифровых вычислительных машинах (БЦВМ);
разработка алгоритмов реализации ОКУ на бортовых ЭВМ с учетом требований минимальности времени и погрешностей вычислений;
применение разработанной методики при синтезе корректирующего устройства для быстродействующей системы стабилизации высотне-гоЛА. ' ' ' , ''' ;:"-.-;"'
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработана методика синтеза однородных корректирующих устройств в пространстве состояний в непрерывных, дискретно-непрерывных системах и системах с запаздыванием с учетом желаемого качества нелинейной системы управления;
развит алгоритм синтеза ОКУ по желаемым частотным характеристикам путем введения базисных ОКУ для формирования последовательного и параллельного соединений устройств;
предложен модифицированный метод гармонической линеаризации для применения в многоканальных многоконтурных дискретно-непрерывных системах управления; ,
- разработана методика синтеза и применения ОКУ при их цифровой реа
лизации, включая оценки допустимого такта дискретизации, вид ОКУ с
учетом численных методов дифференцирования, условие движения дис
кретно-непрерывной системы с ОКУ без колебаний, алгоритмы реализа
ции ОКУ на ЭВМ.
Практическая ценность работы. Использование разработанной в диссертации методики синтеза однородных корректирующих устройств позволяет автоматизировать их синтез при одновременном учете желаемого качества системы управления, Что позволяет сократить время эскиз ного проектирования и повысить качество системы без сушественногс усложнения корректирующего устройства. Полученные в диссертации ре
зультаты позволяют обоснованно применять ОКУ в дискретно-непрерывных системах и системах с запаздыванием при цифровой реализации ОКУ. Однородные корректирующие устройства были применены в релейной дискретно-непрерывной системе стабилизации с запаздыванием в канале угла тангажа летательного аппарата для устранения автоколебаний при высоком уровне шумов.
Реализация результатов работы. Диссертация выполнена на кафедре "Математическое обеспечение систем" МИФИ в рамках работ по следующим хоздоговорным темам: 91-3-951. заданной постановлением СМ СССР; 93-3-033-1489»заданной постановлением Правительства РФ; 93-3-033-1423, 94-3-033-011 -К, открытым в соответствии с выигранными і рангами Госкомвуза РФ. а также по договору о сотрудничестве №14-95/К.ЗЗ. .
Результаты диссертации внедрены на предприятиях Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана и АНТК им. А.Н. Туполева, что подтверждается тремя актами о внедрении. Элементы методики синтеза ОКУ и программа, реализующая элементы разработанной методики, используются в учебном процессе в МИФИ, что подтверждено актом об использовании в учебном процессе.
Апробация результатов. Основные результаты диссертации доложены на:
-
Научно-техническом семинаре "Динамические интеллектуальные системы в управлении и моделировании^Москва, 1996г.)
-
Международном научно-техническом семинаре "Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информа-ции"(Алушта,1997г.)
-
Там же.
-
Научной Сессии МИФИ-98 (Москва, 1998 г.)
Автор выносит на защиту:
методику синтеза однородных корректирующих устройств в фазовом пространстве в нелинейных непрерывных, дискретно-непрерывных системах автоматического управления и системах с запаздыванием;
меюдику дискретной реализации ОКУ, учитывающую особенности реализации численных методов на БЦВМ;
алгоріггмь» цифровой реализации ОКУ на БЦВМ;
условие отсутствия колебаний при применении ОКУ в дискретно-непрерывных системах;
- модификацию методики синтеза однородных корректирующих уст
ройств в частотной области при применении последрвательного и парал
лельного соединения ОКУ;
модифицированную методику анализа автоколебательных режимов дискретно-непрерывных системах, основанную на методах гармоничсскс линеаризации и дискретной гармонической линеаризации;
результаты практического применения ОКУ и внедрения на предпри тми КБТМ им. А.Э.Нудельмана и АНТК им. А.Н. Туполева.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четыр часіеіі, заключения и двух приложении, имеет список литературы (I наименований), 10 таблиц, 53 рисунка. Объем работы составляет її сірлішш.і.
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
