СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2013

В ВЕДЕНИЕ Значительную часть современного производственного оборудования со ставляют электроприводымеханизмов с упругими передачами, которые на зывают упругомассовыми системами (объектами) [1–4]. Существенной особенностью тако го рода объектов является взаимное влияние друг на друга механической и электрической частей устройства, т.е. упругие колебания в механической части приводят к возникновению ко лебательных режимов в электропри воде, что существенно усложняет управление объектом. Постоянно возрастающие требо вания к качеству управления тех нологическими процессами вынуж дают проектировщиков управляю щих устройств учитывать упругие свойства таких объектов и, следова тельно, использовать более точные математические модели для их опи сания. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 72 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2013 Известно, что большинство извест ных методов синтеза автоматических систем управления базируется на ис пользовании математической модели управляемого объекта. Для синтеза упругомассовых систем эти методы применимы далеко не всегда, т.к. на практике получить адекватное мате матическое описание упругих свойств объекта зачастую трудно, а иногда и невозможно. Это связано с погреш ностями измерений, старением обо рудования, внешними возмущениями, влияющими на характеристики объ екта. В подобных случаях выходом из по ложения может стать использование адаптивных алгоритмов, предназна ченных для управления так называе мыми неопределёнными объектами (НО), т.е. объектами с неизвестной математической моделью, иначе, объ ектами типа «чёрный ящик» [5–8]. Такой подход представляется авто рам весьма перспективным направ лением в современной теории управ ления. Статья посвящена некоторым вопро сам приложения алгоритмов данного класса к задачам управления упруго массовыми объектами. П РИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЁННЫМ ОБЪЕКТОМ Схема адаптивной системы управле ния НО показана на рисунке 1. Как видно из рисунка, система пред ставляет собой цифроаналоговую структуру, состоящуюиз неопределён ного динамического объекта (НО) и адаптивного регулятора, реализован ного программно в управляющем ком пьютере (УК). Объект и регулятор свя занымежду собой преобразователями АЦП/ЦАП. Система функционирует следую щим образом. Задающее воздействие (уставка) формируется в УК в виде дискретно го сигнала g k ( k =1, 2…), который по ступает на вход адаптивной обрат ной модели объекта (АОМ). На выхо де АОМ формируется дискретный управляющий сигнал u k , который после преобразования в ЦАП пода ётся на вход НО. Одновременно сиг нал g k поступает на вход эталонной модели системы (ЭМ), на выходе ко торой формируется эталонный (же лаемый) процесс для управляемого объекта . Выходной сигнал объек та x после преобразования в АЦП поступает на вход УК, где сравнива ется с сигналом , в результате чего вычисляется сигнал рассогласова ния (ошибка управления) системы по формуле: . (1) Цельюуправления является адаптив ная минимизация среднеквадратичес кой ошибки (СКО) (1). Для решения этой задачи АОМ объекта реализуется ЭМ УК g k W lk ε k + – X k U k X k X U НО эт Σ LMS АЦП Выход НО ЦАП АОМ Адаптивный регулятор Рис. 1. Схема адаптивной системы управления неопределённым объектом Адаптивные алгоритмы управления упругомассовыми объектами с неизвестными математическими моделями Наталья Гудкова, Ксения Бесклубова (Ростовская обл.) При синтезе традиционных систем автоматического управления упругомассовыми объектами серьёзную трудность вызывает их адекватное математическое описание. Статья посвящена исследованию возможностей приложения принципов адаптивного обратного моделирования к задачам управления такими объектами без использования их математических моделей. Показано, что разработанные алгоритмы обеспечивают минимизацию среднеквадратической ошибки и демпфирование колебаний в управляемом объекте. Приведены результаты имитационного моделирования адаптивной системы управления двухмассовым электроприводом, которые свидетельствуют об эффективности предложенных решений. © CТА-ПРЕСС