Перегляд за Автор "М. Т. Степанов"

Зараз показуємо 1 - 2 з 2
  • Документ
    Замкнуті САР з прогнозуванням: аналіз альтернативних варіантів сруктур
    (2021) М. Т. Степанов
    У статті розглядається системи автоматичного регулювання які реалізують алгоритми керування з прогнозуванням складових вільного та вимушеного руху на час запізнення вперед в замкнутому контурі. Проводиться порівняльний аналіз їх роботи у перехідних та сталих режимах роботи, а також запасів стійкості які вони забезпечують. Об'єкти технологічного типу досить часто мають велику інерційність в каналах регулювання яка пов'язаної не тільки з чистим запізненням, але, більшою мірою з акумуляцією речовини і енергії, так званим ємнісним запізненням. Повна або часткова компенсація цієї інерційності може в значній мірі поліпшити якість регулювання для таких об'єктів. На практиці для компенсації впливу запізнення на динаміку власного руху часто використовують системи з упереджувачем Сміта які значно розширюють запас стійкості систем і забезпечують їх працездатність в умовах нестаціонарних властивостей об’єкта керування. Також прогнозування використовується у системах керування з прогнозуючою моделлю, в яких керуючий вплив на кожному кроці розраховується за рахунок вирішення оптимізаційної задачі на основі математичної моделі об’єкта керування. Ці системи також застосовують для керування об’єктами технологічного типу, зокрема рекомендують до застосування при керуванні багатоканальними об’єктами канали яких пов’язані між собою через дію перехресних зв’язків. В якості альтернативи вказаним системам запропонована система регулювання з прогнозуванням вимушеного руху в замкнутий контур якої введено алгоритм прогнозування в реальному часі на основі кубічного сплайну. Проведено структурний та оптимальний параметричний синтез альтернативних варіантів систем автоматичного регулювання. В якості базового регулятора було обрано типовий ПІД-регулятор. Порівняльний аналіз оптимальних систем, проведений в часовій і частотних областях, показав перевагу системи регулювання, що реалізує принцип керування за прогнозом на основі кубічного сплайну. При аналізі роботи систем за каналом дії неконтрольованих збурень система регулювання з прогнозуванням по кубічному сплайну забезпечує зниження інтегрального і прямих показників якості перехідних процесів до 40%. Перевірка на грубість систем автоматичного регулювання показала, що система автоматичного регулювання з прогнозуванням регульованої змінної за кубічним сплайном має приблизно однаковий запас стійкості за часом запізнення та трошки нижчий запас стійкості за коефіцієнтом  передачі об’єкта керування, ніж система з упереджувачем Сміта.
  • Документ
    Інваріантна САР з оптимізацією коефіцієнта передачі у моделі коригувального зв’язку
    (2022) М. Т. Степанов
    У статі розглядається система автоматичного регулювання яка реалізує комбінований принцип керування з інваріантністю відносно дії контрольованих збурень. При побудові інваріантної системи автоматичного регулювання використовувався принцип двоканальності Б.Н. Петрова. За цим принципом математична модель коригувального зв’язку включає в себе математичні моделі об’єкту керування за каналами дії контрольованих збурень та каналу керування.  Динамічна точність системи автоматичного регулювання інваріантної до контрольованих збурень залежить від точності завдання цих моделей зокрема їх параметрів. Результатами моделювання підтверджено, що динамічна точність системи значно залежить від значення коефіцієнта передачі у математичній моделі коригувального зв’язку і ця залежність має екстремальний характер. Коефіцієнт передачі моделі коригуючого зв’язку дорівнює відношенню коефіцієнта передачі моделі об’єкта керування за каналом дії контрольованого збурення до коефіцієнта передачі моделі об’єкта за каналом керування. В умовах параметричної невизначеності і нестаціонарності властивостей об'єкта керування значення цих коефіцієнтів на етапі синтезу системи автоматичного регулювання  можуть бути отримані лише приблизно та в процесі експлуатації значно змінюватися. Тому запропоновано  оптимальне значення коефіцієнту передачі коригувального зв’язку визначати безпосередньо при роботі системи регулювання у  реальному часі з використанням  екстремального пошукового алгоритму із запам'ятовуванням екстремуму. У статті наведено приклад структурної схеми такої системи. В ній передбачено не тільки реалізацію безпосередньо екстремального пошукового алгоритму, а і спеціальних алгоритмів автоматичного включення та зупинки пошукового алгоритму. Застосування цих алгоритмів дозволяє не тримати постійно увімкненим алгоритм пошуку та як наслідок знизити похибку стабілізації. Дослідження роботи системи проводилися методом імітаційного моделювання в середовищі Simulink системи  MatLab. Результати моделювання підтверджують працездатність розробленої системи і  ефективність її  роботи в умовах зміни  коефіцієнтів передачі у каналах об'єкту керування під час його експлуатації. При зміні коефіцієнтів передачі у каналах об'єкту керування система автоматично запускає алгоритм пошуку і визначає нове оптимальне значення коефіцієнту передачі коригувального зв’язку що зменшує похибку стабілізації за каналом дії контрольованого збурення.