Введение к работе
Актуальность проблемы. В линейной теории автоматического управления (ТАУ) разработано большое число методов синтеза САУ, обеспечивающих скорректированным системам требуемые свойства. Однако отсутствие универсальных подходов, необходимость обеспечения желаемых показателей качества САУ с учетом их многорежимности и переменности параметров, а также интенсивное развитие технических средств автоматизации по-прежнему обусловливают актуальность проблемы разработки новых эффективных методов расчета САУ.
В последнее время в инженерной практике получил распространение предложенный A.M. Шубладзе метод синтеза линейных САУ на основе критерия максимальной степени устойчивости (МСУ) при использоании ограниченной информации о состояниях систем. Синтезу систем с МСУ посвящены также работы Г.И. Загария, Ю.В. Загашвили, Г.В. Гусева, A.M. Потапова, в которых обосновывается целесообразность использования степени устойчивости в качестве основного показателя при синтезе САУ с нестабильными параметрами. .
Основными достоинствами применения этого показателя являются малая чувствительность получаемых характеристик к параметрическим и моментным возмущениям и максимальные запасы устойчивости скорректированных систем. Однако в известных работах не учитываются другие общепринятые показатели качества, которым должны удовлетворять системы в переходных и установившихся режимах. Поэтому совершенствование названного метода синтеза линейных САУ и доведение его до инженерной практики является-важной теоретической и прикладной задачей.
Целью диссертации является совершенствование метода синтеза линейных САУ с МСУ при учете ограничений и разработка на его основе методики автоматизированного синтеза САУ с МСУ .
Методы исследований включают аналитические, базирующиеся на использовании коэффициентностных, частотных, корневых методов анализа и синтеза линейных САУ , теории функции комплексной переменней и экспериментальные, основанные на проведении стендовых испытаний и имитационного моделирования на ЭВМ.
Научная новизна работы состоит в следущем: 1. Разработан метод синтеза линейных САУ с максимальной степенью устойчивости и требуемой точностью при ограниченной информации о состояниях систем .
2. Уточнены достаточные условия располокения корней многочленов
с вещественными коэффициентами в заданном секторе комплексной
плоскости.
3. Разработана методика формирования желаемых структур
характеристических многочленов в системах с МСУ при учете
ограничений на основе задания прямых показателей качества САУ.
4. Проведен анализ влияния доминирующего нуля на качество
переходных процессов линейных САУ С МСУ.
Практическая ценность заключается в следующем: 1.Разработана инженерная методика автоматизированного синтеза линейных САУ с МСУ при учете ограниченной информации о состояниях систем и требований к точности и колебательности. 2.Разработана методика настройки доминирующего нуля в САУ с МСУ при использовании смешанной последовательно - параллельной коррекции.
3.Разработано программное обеспечение под MatLab 4.2 для Windows, позволяющее проводить автоматизированный синтез САУ с МСУ при учете ограничений. 4. Проведены расчеты регуляторов реальных САУ.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены в учебный процесс по курсам "Теоретические основы автоматического управления", "Основы проектирования следящих систем и комплексов" в Балтийском государственном техническом университете "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова и использованы при расчете приводов буровых установок, разработанных в ВИТР, Санкт-Петербург .
На защиту выносятся следующие результаты:
- метод синтеза линейных систем управления с максимальной
степенью устойчивости и требуемым коэффициентом усиления;
достаточные условия расположения корней полиномов в заданном секторе комплексной плоскости;
способ формирования желаемых характеристических многочленов в системах с МСУ при использовании прямых показателей качества САУ;
методика учета влияния и настройки нулей в системах с МСУ;
- методика автоматизированного синтеза линейных систем
управления с МСУ при учете ограничений;
- результаты расчета САУ с МСУ при учете ограничений.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации сделано 4 доклада на международных конференциях: "Системы управления -
конверсия - проблемы" (Ковров, 199G), "Многокритериальные и игровые задачи при неопределенности" (Орехово-Зуево, 1996), "Новые технологии и управление движением технических обьектов" (Новочеркасск, 1999), опубликовано 9 печатных работ.
Структура и обьец диссертации. Работа состоит из основной части и приложений. Основная часть состоит из введения, четырех глав, заключения , списка литературы и изложена на /ЗУ Приложения состоят из двух разделов и изложены на /& .
