АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ЧАСТОТНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
БВМ2 Рис. 9-4 |
Адаптивные АСУ ЭП со стабилизацией частотных характеристик могут быть весьма эффективными, если имеются полные сведения о природе нестационарных свойств объекта управления, об нх влиянии на параметры системы. Необходимости в идентификации объекта или системы в большом диапазоне частот часто не возникает из-за достаточно ясных влияний изменяющихся параметров объекта иа частотные свойства системы. Можно, например, ограничиться информацией о характеристиках системы при одной, двух частотах и на основании этой информации вводить коррективы в характеристики системы в требуемом диапазоне частот. Оправданием для такого подхода является то, что при построении систем стремятся к формированию типовых динамических характеристик, вид которых заранее предопределен и хорошо увязай с изменяющимися параметрами объекта. Аппаратурные затраты для выполнения контуров самонастройки в этом случае невелики по сравнению с затратами на основную часть системы управления.
Рассмотрим в качестве примера систему, самонастраивающуюся по значению амплитудной характеристики на частоте среза юср (рис. 9-4). Вместе с полезным сигналом управления иу на вход системы подается тестовый сигнал и0 sin со0 /; частота о)0 принимается равной со^-р. При изменении параметров объекта, например передаточного коэффициента, в системе происходит перенастройка коэффициента регулятора k? таким образом, чтобы положение ти*
повой частотной характеристики разомкнутой системы не изменялось. С этой целью в систему введены: модель разомкнутой системы с передаточной функцией Wa (р); узкополосные фильтры частоты g>0 — МРф (р); блоки вычисления модуля БВМ1 и БВМ2; сумматор и регулятор контура самонастройки в виде интегратора с передаточным коэффициентом k„. Передаточная функция регулятора основной частн системы kpWp (р) выбирается из заданных требований к качеству переходного процесса в системе прн некоторых средних параметрах объекта.
Если, к примеру, увеличивается передаточный коэффициент объекта за счет изменения момента инерции механизма J или постоянной двигателя Сд, то сигнал на выходе БВМ2 будет превышать сигнал иа выходе БВМ1 и за счет образовавшегося разностного сигнала будет автоматически выполняться поднастройка &р, при которой разностный сигнал будет равен нулю.
Аналогично можио выполнить контроль частотной характеристики разомкнутой системы в двух, трех и большем числе точек. Сложность реализации таких систем заключается в необходимости применения узкополосных фильтров для каждой из этих частот либо в необходимости дополнительно производить перенастройку узкополосного фильтра в соответствия с изменяющейся частотой тестового си гналаt В простейшем случае, прн наличии только одной частоты, эталонная модель может быть представлена передаточным коэффициентом, в частности при частоте среза (/?) = !.
Если происходит существенная деформация амплитудно-частотной характеристики объекта, то при использовании рассмотренного выше метода можио вводить самонастройку по нескольким параметрам регулятора. Возможно также выполнен не самонастраивающихся систем с контролем амплитудных и фазовых либо только фазовых частотных характеристик.
В самонастраивающихся системах, основанных на стабилизации временных характеристик, могут бытъ использованы приемы определения импульсной переходной функции, изложенные в § 9-І. Адаптивная система структурно выполняется аналогично схеме рис. 9-4, но сигнал на изменение параметров регулятора вырабатывается на основании оценки импульсной переходной функции и соответствующих характеристик, получаемых по этой оценке. Например, оценивая соотношение положительных и отрицательных площадей, ограниченных импульсной переходной функцией, можего судить о степени демпфирования замкнутой системы управления. В связи с тем, что для оценки импульсной-переходной характеристики и формирования управляющего сигнала на изменение параметров регуляторов необходимо определенное для данной системы время, применение такой самонастраивающейся системы возможно в тех случаях, когда время изменения параметров системы электропривода значительно больше времени переходного процесса в контуре самовастройки.