WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Результатом линейного управления в системе (9) является сильная зависимость параметров динамического отклика от амплитуды управляющего сигнала, что делает такое управление совершенно неприемлемым (Рис.5.). В отличие от линейного регулятора преобразование (9) в (10) обладает замечательным свойством находиться одному из каналов мультипликативного управления в квазирелейном режиме и применить к другому один из стандартных линейных алгоритмов управления для получения заданного качества системы. В результате выход системы линеен (Рис.6.).

0.0.0.0.0.0.0.0.0.0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.Рис. 5. Переходные процессы в объемно-дроссельном приводе с линейным управлением.

0.0.0.0.0.0.0.0.0.0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.Рис. 6. Переходные процессы в объемно-дроссельном приводе с нелинейным управлением (4).

На Рис. 7. показан динамический отклик системы управления гидростатического привода с нелинейным управлением на гармонический входной управляющий сигнал.

0.0.0.0.-0.-0.-0.-0.-0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Рис. 7. Переходные процессы золотника ЭГУ и выходного звена объемнодроссельного привода с нелинейным управлением.

Графики Рис. 5,6,7 получены расчетом исходных уравнений и подтверждают гипотезу о релейном режиме работы одного из управляющих каналов в нелинейной системе управления. Как мы видим, золотник распределителя находится в квазирелейном режиме, а «основной» закон управления обеспечивает насос. Таким образом, в нашей системе управления условно можно выделить два канала управления.

Один работает в обычной линейной моде, назовем данный канал управляющим. Второй канал работает в квазирелейном режиме, назовем его релейным каналом.

Представленная нелинейная система управления нуждается в экспериментальной проверке. Сегодня мы можем прогнозировать ряд полезных свойств созданной нелинейной системы управления.

Полное открытие золотника в релейном режиме означает низкое сопротивление дросселя в линии нагнетания насоса. В соответствии с результатами исследований динамики аксиально-поршневого насоса, в данном случае не должно происходить забросов давления в плунжере насоса и в линии предохранительного клапана, характерных для линейной системы управления. Данное свойство полезно с позиций увеличения ресурса нашей механической системы.

Введенное возмущение Z есть не что иное, как квадратичная форма управления в выражении функционала в задаче минимума энергопотребления в консервативной системе. Поскольку Z имеет нулевое равновесное состояние, система управления должна иметь минимальное энергопотребление, что подтверждается расчетами.

Оптимальное энергопотребление подтверждается расчетом.

В техническом плане, представленная система управления легко реализуется введением датчика положения золотника ЭГУ и датчика оборотов вала насоса.

В четвертой главе разрабатывается концепция программного контроля в многоканальной системе динамического управления. Управление каналами в такой системе осуществляется независимыми контроллерами с обменом данными через цифровые линии связи. Рассматривается гидропривод, в котором введена структурная избыточность по каналам управления и каналам контроля положения штока (выходного звена) в целях обеспечения устойчивости к электрическим отказам.

Рис. 8. Резервируемый привод.

На Рис. 8 представлена типовая и широко используемая структура резервируемого привода, в которой перемещение золотника обеспечивает электромагнитный преобразователь с несколькими управляющими обмотками. Положение выходного звена контролируется несколькими датчиками положения. Обычно в авиационном приводе уровень резервирования составляет четыре. Для простоты изложения, положим уровень резервирования равным двум. Следующие уравнения описывают работу привода.

L( X ) == (2I1 + ) dI1 dX T + I1 + v1 1 = 1edt dt dY= K X q dt, (11) L( X ) == (2I - ) 2 dI dX T 2 + I + v2 2 = e2 2 dt dt dY= K X q dt, = I - I1.

Уравнения (11) представлены в жордановой канонической форме. Форма определяет достаточно обширный класс систем управления с межканальным взаимодействием вида = I2 - I1. Изучается реакция представленной двухканальной системы управления на случайный управляющий сигнал u(t) с законом управления в системе (11), заданным выражением ei = u (t - ) - I - U, что означает обратную i i i связь по току и положению выходного звена.

Для системы управления, которая состоит из независимых контроллеров, имеет место асинхронный режим работы каналов управления даже в случае синхронной передачи управляющего сигнала. Данный факт выражен задержкой в законе i управления. Для решения задачи синхронного управления в асинхронной системе предлагается статистический метод определения и оценки синхронизма.

Формализм решения использует понятие канал-модель, которое означает случай полной идентичности каналов системы (11) и условие = I2 - I1 = 0.

Анализ реакции системы (11) на управляющий сигнал, представляющий собой случайный процесс, показал, что в качестве количественной оценки синхронности можно принять соотношение спектральных плотностей выхода многоканальной системы и канал – модели. Уровень синхронности каналов в многоканальной системе при этом связан с формальным параметром эффективного времени корреляции сигнала управления, а именно, на уровень синхронности влияет соотношение эффективного времени корреляции сигнала и периода его квантования. Такой подход позволяет синхронизовать каналы в цифровой системе управления за счет изменения эффективного времени корреляции установкой соответствующего периода квантования в цифровом канале связи. Таким образом, одним из решений задачи синхронного управления резервами электрогидравлического привода в децентрализованной цифровой системе управления, является квантование управляющего сигнала с частотой, сравнимой с частотой квантования в канале управления приводом, прежде чем сигнал поступит на устройство выборки и хранения контроллера канала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Разработаны методы идентификации и синтеза закона управления, которые легли в основу программного обеспечения контроллера мехатронного гидравлического усилителя.

2. Создана математическая модель распределения жидкости в аксиальнопоршневом насосе, которая учитывает динамический характер процессов всасывания и нагнетания жидкости, при этом разработаны аналитические методы канонической теории возмущений для решения полученных нелинейных уравнений.

3. Выведено нестационарное линейное уравнение для скорости выходного звена гидростатического привода с двумя каналами управляющих воздействий – дроссельный канал ЭГУ и канал объемного управления посредством насоса переменной производительности.

4. Найден нелинейный закон управления гидростатическим приводом, учитывающий выведенный в работе мультипликативный характер управляющих воздействий. Закон управления делает характеристики нелинейного объекта управления инвариантными относительно амплитуды управляющего сигнала, а также обеспечивает нужную динамическую жесткость и способность работать в режиме энергосбережения.

5. Выведены условия синхронного режима задания управляющих воздействий в децентрализованной системе управления многоканального электрогидравлического привода. На основе полученных результатов реализован синхронный высокопроизводительный протокол межканального обмена данными каналов контроля.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Публикации, входящие в перечень изданий и журналов, рекомендованных ВАК России 1. Вашкевич, О.В. Автоструктуры в термоконвекции Релея - Бенара с неоднородным подогревом [Текст]/ О.В. Вашкевич, А.В. Гапонов-Грехов, А.Б.

Езерский, М.Я. Рабинович //ДАН СССР. 1987. Т. 293. С. 563.

2. Вашкевич, О.В.Мехатронный электрогидравлический модуль с цифровым управлением [Текст]/ Н.Д. Поляхов, О.В. Вашкевич, В.Е. Кузнецов, А.В.

Кузнецов, А.В. Беспалов, О.Э. Якупов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета). Сер. «Автоматизация и управление». –СПб.:СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2006 № 1.–С. 43–46.

3. Вашкевич, О.В. Исследование динамики распределения жидкости в аксиальнопоршневом насосе электрогидропривода с дросселированием потока в линиях всасывания и нагнетания. [Текст]/ Н.Д. Поляхов, О.В. Вашкевич, В.Е. Кузнецов, А.В. Кузнецов, А.В. Беспалов, О.Э. Якупов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета). Сер.

«Электротехника». – СПб.:СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2006 № 1. –С. 30–36.

4. Вашкевич, О.В. Адаптивная система управления гидроприводом. [Текст]/ Ю.А.

Борцов, Н.Д. Поляхов, В.Е. Кузнецов, О.Э. Якупов, А.В. Кузнецов, О.В.

Вашкевич // «Мехатроника, Автоматизация, Управление». 2007, №11, – С 12–15.

Материалы конференций 5. Вашкевич, О.В. Оценка устойчивости нелинейных систем на основе вычисления старшего ляпуновского показателя. [Текст]/ А.В. Беспалов, О.В. Вашкевич, В.Е.

Кузнецов, Н.Д. Поляхов, О.Э. Якупов // Материалы Междунар. Конф. по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2007), 25–27 июня 2007 г. –СПб., 2007.–Т.1. – С.107-112.

Pages:     | 1 | 2 ||






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