WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Следующей задачей является снятие частотных характеристик. При этом решается важная задача прямого программирования платы сопряжения на уровне портов ввода/вывода для исключения задержек на разрешение обмена, которое существует в предполагаемом програмном обеспечении этих плат. Это позволяет расширить полосу пропускаемых частот при снятии характеристик. При проведении большого количества экспериментов выявлено, что если выставить задержку, даже на порядок меньшую, чем рекомендуемая производителем платы, то в большинстве случаев ошибка выдачи информации платой не превышает 0,1 %, и гарантированно не превышает 0,3%.

Другим важным дополнением к програмному обеспечению на 3 этапе является возможность генерации. периодических входных сигналов, отличных от синусоиды. В частности, реализуется программа выдачи входных сигналов в виде разнополярных меандров.и расчет амплитудно частотных характеристик в виде отношения первых гармоник выходного периодического сигнала к выходному. Подобный подход упрощает генерацию тестового сигнала и в ряде случаев позволяет проводить исследования малоинертных объектов с низкочастотными платами сопряжения.

В дальнейшем используется программа анализа частотных характеристик по описанным выше алгоритмам. Следует отметить, что на каждой итерации по любой из методик программа не принимает решения самостоятельно, а лишь выделяет возможные варианты и ждет вмешательства оператора. Это позволяет не проводить имитационные эксперименты для структур, заведомо противоречащих априорным знаниям об объекте, сократив тем самым время поиска.

Согласно вышеизложенному, общая методика поиска структуры нелинейного динамического объекта (рис 1.б.) состоит в следующем:

1. Снятие с объекта статической характеристики.

2. Апрокимация и декомпозиция сквозной статической характеристики на типовые или же выбранные оператором нелинейные элементы. Оценка параметров нелинейных элементов.

3. Снятие частотной характеристики.

4. Оценка параметров линейной части.

5. Поиск структуры системы одним из вышеописанных методов – зависит от наличия возможности проводить активный эксперимент на объекте, а также от диапазона тестовых воздействий, которые возможно подавать на объект.

Необходимо отметить, что в отличие от существующей методики (рис. 1), достигнуты следующие результаты:

1. Поиск параметров сквозной статической характеристики происходит не на “глазок”, а проводится по соответствующем алгоритмам, что позволяет увеличить точность оценивания.

2. Передача данных от этапа к этапу происходит в автоматическом режиме.

3. Частотные характеристики снимаются более точно, без качественных погрешностей, за счет прямого доступа к портам платы.

4. Добавлена программа обработки результатов, связанная с поиском структуры объекта по описанным ранее алгоритмам.

Четвертая глава посвящена апробации разработанной методики. Тестирование разрабатываемого программного обеспечения проводилось на АРМ ИСУ. Объект реального времени был собран на аналоговой вычислительной машине типа АВМ-31. Здесь была реализована структура объекта (Рис.5). Сняв и проведя аппроксимацию статической характеристики, определяются соответствующие точки изломов. Далее, используя имеющиеся для АРМ ИСУ стандартное программное обеспечение, определяется линейная часть как состоящую из двух инерционных звеньев с постоянными времени 1с и 0,1с.

Для алгоритма поиска при разных амплитудах выберем значения амплитуд равными 0,5 и 4. На рис. 7 воспроизводится результат поиска адекватной структуры модели по минимуму СКО при последовательном определении места каждой нелинейности в общей структуре. В начале схемы имеет место “насыщение”, а далее – “нечувствительность”.

Рис. 7. Результат поиска адекватной структуры модели.

Таким образом, определен порядок следования элементов 1->2->3->4. Другим методом является поочередное включение линейных элементов с использованием различных частот. Программа предполагает, что при росте частоты линейные элементы располагаются последовательно, то есть при вводе информации 2 и 4 элемент необходимо поменять местами. Таким образом, правильным результатом должен явиться вариант 1->4->3->2.Подавая частоты в пределах 0,1-10, определим место 2 линейного элемента, а частоты 0,1-100 – четвертого. Проведем анализ для ситуации, когда схема нелинейных элементов 1->3. Необходимо произвести поиск места второго элемента. Обозначим “Группа 1 – в начале”, “Группа 2 – между нелинейными элементами”, “Группа 3 – в конце"

Результаты по данному методу приведены в таблицах 2-5.

Таблица 2.

Анализ расположения линейного элемента.

Расположение

Значение СКО.

В начале схемы

68578

Между нелинейными элементами

29,26

В конце схемы

0,92

Аналогично в таблице 3 приведены результаты для расположения нелинейных элементов 3->1.

Таблица 3.

Анализ расположения линейного элемента.

Расположение

Значение СКО.

В начале схемы

68578

Между нелинейными элементами

135817

В конце схемы

0,92

Теперь необходимо определить расположение четвертого (по схеме) линейного элемента. Проведем анализ для ситуации, когда схема нелинейных элементов 1->3. Необходимо произвести поиск места четвертого элемента. Обозначим “Группа 1 – в начале”, “Группа 2 – между нелинейными элементами”, “Группа 3 – в конце"

Получим результаты, приведенные в таблице 4.

Таблица 4.

Анализ расположения линейного элемента.

Расположение

Значение СКО.

В начале схемы

98365

Между нелинейными элементами

0

В конце схемы

18,95

Аналогично в таблице 5 приведены результаты для расположения нелинейных элементов 3->1.

Таблица 5.

Анализ расположения линейного элемента.

Расположение

Значение СКО.

В начале схемы

98365

Между нелинейными элементами

98721

В конце схемы

18,95

Таким образом, видно, что 4-й элемент на самом деле располагается в середине схемы. Приведенные примеры демонстрируют работоспособность программного обеспечения. Разработанное программное обеспечение совершенствует существующую методику поиска адекватной структуры нелинейного объекта с несколькими нелинейностями и апробировано в анализе структурных схем макетов электромеханических следящих систем в условиях лаборатории Московского энергетического института.

Заключение:

1. Проведен анализ методов построения структурных схем нелинейных динамических объектов последовательной структуры в условиях активного эксперимента.

2. Для динамических объектов последовательной структуры с несколькими нелинейностями на стадии поиска адекватной структуры предложено производить поиск адекватной структуры с использованием имитационного эксперимента. При этом снимаются ограничения на вид периодического тестового сигнала, повышается точность и отпадает необходимость в определении эквивалентных комплексных коэффициентов усиления нелинейных элементов при расчетах частотных характеристик, что, в свою очередь, снимает ограничения на форму представления (аппроксимации) экспериментально снятых статических характеристик объекта.

3. Для увеличения точности декомпозиции сквозной статической характеристики нелинейного динамического объекта разработано алгоритмическое и программное обеспечение, включающие сглаживание и оценки координат изломов.

4. Проведен анализ зависимостей необходимого числа имитационных экспериментов от числа и взаимного расположения линейных и нелинейных элементов в анализируемой структурной схеме, позволяющий сократить время поиска адекватной структуры, положенный в основу созданной методики поиска адекватной структуры.

5. Разработано программное обеспечение, позволяющее оператору целенаправленно производить дополнительные эксперименты на объекте с целью сокращения числа вариантов проведения имитационных экспериментов при поиске адекватной структуры.

6. Разработано специализированное программное обеспечение для проведения имитационных экспериментов и поиска адекватной структуры объектов последовательного вида.

Публикации. По результатам работы имеется 6 публикаций. В том числе одна в журнале, входящем в перечень ВАК.

1. Никишин А.Ф. Структурная идентификация нелинейных динамических объектов и систем с использованием вычислительного эксперимента. Вестник МЭИ, №4-2007, с 99-104, М.: “Издательский дом МЭИ”, 2007 г.

2. Колосов О.С., Никишин А.Ф. Структурная идентификация нелинейных объектов по результатам эксперимента в частотной области. Докл. междун. конф. « Информационные средства и технологии», 16-18 окт. 2001 г., в 3-х т.т. Т1 – М.:Изд-во «Станкин», 2001 г. С 74 -77

3. Колосов О.С., Никишин А.Ф. Компьютерная обработка экспериментальных зависимостей. Тезисы докл. 7-ой МНТК студентов и аспирантов, в 3-х т.т., т.1. – М.: Изд-во МЭИ, 2001 г. С 115. 2 c.

4. Колосов О.С., Никишин А.Ф. Поиск адекватной структуры нелинейного динамического объекта при идентификации. Докл. междун. конф. « Информационные средства и технологии» 15-18 окт. 2002 г., в 3-х т.т. Т.2 – М.: Янус-К, 2002 г. С 134 -137.

5. Анисимов Д.Н, Колосов О.С., Никишин А.Ф., Спиридонов Д.К. Идентификация динамических объектов и систем с несколькими нелинейностями. Труды ХI международного НТС «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». М.: Изд-во МГАПИ, 2002 г. С96 -99.

6. Анисимов Д.Н, Колосов О.С., Никишин А.Ф., Спиридонов Д.К. Структурная и параметрическая идентификация динамических объектов с несколькими нелинейностями Доклады 2 международной конференции «Идентификация систем и задачи управления». Изд-во ИПУ, 2003.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»