Автоматическая параметрическая оптимизация систем с широтно-импульсной модуляцией при эквивалентировании запаздывания инерционными звеньями icon

Автоматическая параметрическая оптимизация систем с широтно-импульсной модуляцией при эквивалентировании запаздывания инерционными звеньями



Смотрите также:
Лабораторная работа Изучение и исследование широтно-импульсного...
Параметрическая оптимизация информационно-измерительной системы определения параметров движения...
Рекомендации по измерению основных параметров радиостанций с частотной модуляцией «Сигнал-201Б»...
С. Н. Гринченко Поисковая оптимизация...
Стратегия и структура систем эксплуатации...
Исследование и разработка перестраиваемых рекурсивных фильтров с конечной импульсной...
Лампа, загорающаяся при снижении давления в тц...
Авен О. И., Гурин Н. Н., Коган Я. А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...
Программа подготовки: Оптимизация структур...



скачать
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ПРИ ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ИНЕРЦИОННЫМИ ЗВЕНЬЯМИ


Бомштейн Т. В., Куцый Н. Н.

(Иркутский государственный лингвистический университет, г. Иркутск, Россия

Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск, Россия)


Рассмотрен алгоритм АПО для систем регулирования с ШИМ при структурном несоответствии модели и реального объекта. Исследована работоспособность алгоритмов АПО, в анализаторах чувствительности которых осуществлено эквивалентирование по переходному процессу оператора звена запаздывания. Представлены результаты исследования работоспособности алгоритма при таком структурном несоответствии.


В настоящее время для определения оптимальных, исходя из принятого критерия значений настраиваемых параметров в автоматических системах регулирования (АСР) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), распространение получили алгоритмы автоматической параметрической оптимизации (АПО), сформированные на базе методов теории чувствительности [1-3].

Ориентирование такого сочетания автоматических систем с ШИМ регулятором и алгоритмов АПО на средства микропроцессорной техники, среди прочих задач, требует решение задачи уменьшения объемов памяти, отводимых на реализацию такого сочетания, что в конечном итоге, позволит расширить границы применимости таких регуляторов.

Опыт формирования алгоритмов АПО автоматических систем с ШИМ, позволяет сделать вывод о том, что наличие запаздывания в объекте регулирования, в первую очередь определяет объемы памяти, что иллюстрируется следующим образом.

Основой алгоритмов АПО являются анализаторы чувствительности, которые вычисляют функции чувствительности, исходя из выражения:

, (1)

где:

- функция чувствительности по j-му настраиваемому параметру;


- величина разрыва регулирующего воздействия в k-й момент его разрыва

- производные выражения, определяющие длительность k-го импульса по j-му настраиваемому параметру;

- оператор объекта регулирования;

- смещенная дельта-функция.

В состав выражения (1) входит оператор объекта регулирования , который включает в себя и запаздывание, описываемое оператором вида . Компьютерное моделирование такого объекта требует использование массивов, под которые выделяются соответствующие объемы памяти. Наличие оператора , как в операторе объекта регулирования, так и в анализаторах чувствительности, т.е. общее число массивов равно m+1, приводит к значительному увеличению объемов памяти.

В настоящей работе исследована работоспособность алгоритмов АПО, в анализаторах чувствительности которых осуществлено эквивалентирование по переходному процессу оператора звена запаздывания. Под эквивалентированием по переходному процессу будем понимать нахождение такого оператора , переходная характеристика которого при определенных условиях с достаточной для сохранения работоспособности алгоритма АПО точностью совпадала с переходной характеристикой оператора звена запаздывания.

Оператор соответствует инерционному звену первого порядка, а само эквивалентирование звена запаздывания осуществляется последовательным соединением N таких звеньев [4]

, (2)

где .

При этом,

, (3)

Исследование работоспособности алгоритма АПО при эквивалентировании оператора звена запаздывания проведено применительно к автоматической системе с ШИМ-регулятором, структурная схема которого представлена на рисунке:




Рис 1. Структурная схема системы с ШИМ-регулятором


Процессы в такой системе можно описать следующим образом:

(4)

Здесь:

- задающее воздействие,

-ошибка регулирования,

-выходная координата автоматической системы,

-регулирующее воздействие,

- оператор объекта регулирования;

-оператор импульсного элемента,

-вектор настраиваемых параметров.

Характеристику импульсного элемента, осуществляющего широтно-импульсную модуляцию можно представить:



при
при

-1, при

0, при (5)



где:

-период числа работы импульсного элемента,

-длительность -го импульса, определяемая как

, здесь

-скважность -го импульса, определяемая исзодя из модуляционной характеристики[1]

(6)

Работа алгоритма исследована при . При исходных значениях , получены следующие результаты:




Рис. 2 Графики переходного процесса при

1 – исходный переходный процесс;

2, 4 – оптимальный переходный процесс со звеном запаздывания и квазиоптимальный переходный процесс при замене звена запаздывания 4-мя инерционными звеньями;

3 – квазиоптимальный переходный процесс при замене звена запаздывания 1-м инерционным звеном.


При получены:

- значение оптимального критерия при наличии звена запаздывания;

- соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.

- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания одним инерционным звеном; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.

- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания 4-мя инерционными звеньями; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.




Рис. 3 Графики переходного процесса при

1 – исходный переходный процесс;

2, 3 – оптимальный переходный процесс со звеном запаздывания и квазиоптимальный переходный процесс при замене звена запаздывания 1-м инерционным звеном;

4 – квазиоптимальный переходный процесс при замене звена запаздывания 4-мя инерционными звеньями.


При получены:

- значение оптимального критерия при наличии звена запаздывания;

- соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.

- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания одним инерционным звеном; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.

- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания 4-мя инерционными звеньями; - соответсвующие значения вектора настраиваемых параметров.



Рис. 4 Графики переходного процесса при

1 – исходный переходный процесс;

2 – оптимальный переходный процесс со звеном запаздывания;

3, 4 – квазиоптимальные переходные процессы при замене звена запаздывания 1-м и 4-мя инерционными звеньями.


При получены:

- значение оптимального критерия при наличии звена запаздывания; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.

- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания одним инерционным звеном; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.

- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания 4-мя инерционными звеньями; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.




Рис 5. Графики переходного процесса при

1 – исходный переходный процесс;

2 – оптимальный переходный процесс со звеном запаздывания;

3, 4 – квазиоптимальные переходные процессы при замене звена запаздывания 1-м и 4-мя инерционными звеньями.


При получены:

- значение оптимального критерия при наличии звена запаздывания; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.


- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания одним инерционным звеном; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.


- значение критерия при эквивалентировании звена запаздывания 4-мя инерционными звеньями; - соответствующие значения вектора настраиваемых параметров.


Представленные результаты позволяют сделать вывод о возможности эквивалентирования звена запаздывания инерционными звеньями, что расширяет область применения автоматических систем с ШИМ.


ЛИТЕРАТУРА:


  1. Куцый, Н.Н. Автоматическая параметрическая оптимизация дискретных систем регулирования.: диссертация доктора технических наук: 05.13.07: защищена 26.11.97: утв. 15.05.98/ Н. Н. Куцый - М.:1977 – 382 с. – Библиогр.: с. 359-371




  1. Куцый, Н.Н. Автоматическая параметрическая оптимизация систем с широтно-импульсной модуляцией / «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ – 2000.: Сб. трудов 13 международной конференции в 7- ми т. Т 2., секция 28// Санкт-петербургский государственный технологический институт – Санкт-Петербург: 2000 – с. 95-97




  1. Городецкий, В.И. Методы теории чувствительности в автоматическом управлении./ В.И Городецкий., Ф.М Захарин., Е.Н Розенвассер., Р.М Юсупов.: под ред. Е.Н. Розенвассера и Р.М. Юсупова – Л.: Энергия, 1971 – 344 с.




  1. Бессекерский, В.А. Теория систем автоматического управления/ В.А. Бессекерский , Е.П. Попов – 4-е изд., испр. и доп. – М.: Наука, 2001 – 768с.




  1. Коган, Б. Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. – 2 изд., испр. и доп. – М.: Физматгиз, 1963 – 512 с.




Скачать 69,66 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер69,66 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх