Главная Промышленная автоматика.

ствин. Несмотря на это, при синтезе контура самонастройки можно выделить следующие стадии;

1) анализ факторов, обусловливающих использование самонастройки;

2) формулирование и обоснование критерия самонастройки и принципа построения контура самонастройки;

3) синтез алгоритма идентификации;

4) определение закона изменения настраиваемых параметров и техническая реализация контура самонастройки;

5) синтез модели или анализатора динамических характеристик объекта управления и системы.

На первой стадии делают анализ условий работы объекта управления и выясняют влияние факторов, которые вызывают отклонения от оптимального режима работы САУ, характеризующегося первичной оптимизацией. Затем определяется возможность организации самонастройки. Если использование самонастройки обусловлено изменением пара.метров объекта управления, то необходимо знать диапазон из.менения этих параметров и иметь возможность определять оценку этих изменений но динамическим характеристикам САУ. Если же применение самонастройки обусловлено изменением характеристик внешних воздействий, то необходимо знать либо аналитическое выражение полезного сигнала па входе САУ ,Vo(/) при известных его параметрах и известных статистических характеристиках помех ХгЛ) и возмун1аю1цих воздействий F(t), либо иметь возможность непосредственно из.мерить полезный сигнал .Vo(/) и знать статистические характеристики помех и воздействий.

Решение вопросов, рассматриваемых из второй стадии, в первую очередь определяется типом критерия первичной оптимизации. В качестве критерия са.моиастройки могут быть приняты различные показатели качества, которые определяются факторами, обусловливаюп1И.ми при.менетше са.монастройки. При первичной оптимизации рассчитывается минимальное среднее зпачстше квадрата отпибки и находится оптимальная частотная передаточная функция САУ и условиях изменений характеристик входного случайного сигнала: XD(t) =Xu{i), /""(/) =0 (см. рис. 7.2). В качестве критерия вторичной оптимизации (т. е. критерия самонастройки) следует также принять минимальное среднее значение квадрата ошибки. В этом случае критерии первичной п вторичной оптимизации совпадают. Структура контура самонастройки будет определяться расчетами как оптимальных частотных передаточных функций для разных заданных характеристик входного случайного сигнала, так и требуемых параметров и структуры регулятора или объекта. Если же целью первичной оптимизации является получение оптимального значения быстродействия или точности при детерминированном входном сигнале .to(О, то ири изменении характеристик объекта управления и .этого сигнала, а также при на-



личии помех и возмущающих воздействий следует обеспечить минимальное отклонение процесса на выходе от заданного оптимального. Для расчета этого отклонения .можно использовать принцип построения самонастраивающейся САУ либо с эталонной моделью, либо с анализатором характеристик. В первом случае (см. рис. 7.5) качество самонастройки определяется ошибкой

с(г?)-П, {t:-Y[t),

поэтому критерий самонастройки можно выразить в виде интегральной оценки:

t,+ T,

[У {t)-YJJ)Ydt.

(7.1)

Если контролируется только выходной сигнал, то в качестве критерия самонастройки можно взять .минимальную квадратичную функцию ошибки:

У-0,5

или У=0,5 V, Щ

где Xc{i) = Y{i) - Ум(0; Qi -постоянные коэффициенты. Критерий самонастройки можно выразить также через настраиваемые параметры регулятора а, при переменных параметрах объекта управления:

У-/(«/).

При чтом можно ставить задачу нахождения заданного оптимального значения J° или минимального а? в результате оптимальной настройки параметров регулятора. В зависимости от выбранного кри-

I----------------1 терпя самонастройки и

способа формирова1ЩЯ сигнала самонастройки в функции изменяющихся параметров или характеристик объекта управления и регулятора реализуется структурная схема Piiog контура самонастройки с эталонной моделью.

Основными способами формирования сигнала самонастройки являются градиентный, основанный на теории чувствитель-

ixod

V " m

"4

j v 4

y{t)

Рис. 7.7.



ггости, и способ возмущении параметров. Примеро.м построения контура самонастройки с эталонной .моделью при градиентном способе формирования сигнала, который осуществляет настройку пара.метров регулятора, объекта управления или цепи главной обратной связи, является схема, изображенная на рис. 7.5. Принцип построения контура самонастройки при фор-.мировании сигнала но способу возмущения некоторого параметра ki показан на рис. 7.7. Один из пара.метров {ki) регулятора или цепи главаой отрицательной обратной связи находится как су.мма основного (С,о), корректирующего (/г,к) и возму-Н1аюи1его сигналов й,в = /го51п о)/, создаваемого генератором колебаний (Г/С):

В приведенной схеме са.мопастраиваюи1,ейся СЛУ предполагается, что структуры .модели и объекта управления идентичны. Это позволяет получить с помощью синусоидального возмуп1,е-ния параметра .модели р,м.в= Р/о sin (о сипусоидальиое изменение опигбки Хс{1). Тогда сигнал са.монастройки будет формировать корректирующий сигнал kix, способствующий уменьшению усредненной в малом промежутке времени функции ошибки f[Xc{t)\ \ Xe{t)\ (/г -любое положительное число).

При настройке нескольких параметров используют воз.му-п;ак)щие сигналы с разными частотами дли контуров самонастройки разных параметров. Заметим, что структура контура самонастройки также определяется принятыми алгоритмами идентификации и выбранным способо.м воздействия на изменяемую часть САУ.

Во втором случае ири построении контура са.моиастройки с анализатором характеристик можно также использовать разные критерии самонастройки. Если в качестве такого критерия принять максимальное отклонение динамических характеристик СЛУ от эталонных, являюгцихся оптимальными, то структурная схема самонастраивающейся СЛУ будет соответствовать схеме, изображенной на рис. 7.6.

На рис. 7.8 показан принцип построения самонастраивающейся системы, основанный на контроле импульсной переходной функции g{t), которая положена на основу критерия самонастройки. Для объектов управления, описываемых диффереи-циальпыми уравнениями второго порядка, характеристика g{t) пе будет стабильной и может отличаться от эталонной динамической характеристики э(0- Д"я расчета действительного значения g{t) используется .метод идентифнкапии, основанный на анализе служебных процессов типа «белого шума» h{t), который фор.мнруется генератором колебаний {ГК). В соответствии с выражением (5.15) при h{t) в виде белого шума импульс-пая 11ереходпая характеристика определяется значениями взаимных корреляционных функций. Контур самонастройки со-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [76] 77 78 79 80 81

0.0037