Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ. ЗАМКНУТІ СИСТЕМИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ПРОЕКТУВАННЯ КУСКОВО-АДАПТИВНОГО РЕГУЛЯТОРА

Робастний система як прототип адаптивної системи

Один з методів розрахунку робастного регулятора розглянуто в параграфі 6.3. Він складається в оптимізації при одночасному моделюванні сукупності систем з однаковими регуляторами, але різними об'єктами, що описуються найбільш характерними моделями з безлічі можливих моделей цього об'єкта. Головна ідея цього підходу полягає в тому, щоб однаковими регуляторами забезпечити стійкість замкнутих систем не тільки з об'єктом з номінальними параметрами, але і з вибраними зразками моделей об'єкта зі зміненими параметрами. Якщо при чисельній оптимізації регулятора для єдиного об'єкта в якості критерію оптимальності використовується інтегральний критерій якості системи, то при чисельній оптимізації одного регулятора для безлічі об'єктів слід застосовувати суму цих критеріїв. Для забезпечення необхідної якості системи при різних значеннях параметрів об'єкта запропоновано використовувати безліч об'єктів, описуваних моделлю регулятора, кожен з яких характеризується різними значеннями параметрів, як показано на рис. 11.1.

Схема оптимізації регулятора

Мал. 11.1. Схема оптимізації регулятора:

1,2 - моделі об'єкта з різними значеннями параметрів; 3,4 - ідентичні моделі регуляторів; 5 - формувач тестовоговпливу; 6 - аналізатор якості систем; 7 - оптимізатор параметрів регулятора

Для кожного з таких об'єктів моделюється ідентичний регулятор. Його параметри обчислюються методом оптимізації за критерієм, в який входить сума помилок всіх систем безлічі.

Раніше в параграфі 6.3 проаналізовано метод проектування робастной системи для об'єкта, який володіє яскраво вираженими нестаціонарними властивостями. Особливості робастного регулятора полягають у тому, що він повинен забезпечити збалансоване управління з прийнятною якістю за умови, що параметри моделі об'єкта змінюються або відомі недостатньо точно. Причому ця успішність управління досягається не за рахунок змін моделі регулятора, а за рахунок відшукання такої його універсальної моделі, яка б забезпечувала вирішення поставленого завдання за будь-яких можливих поєднаннях параметрів моделі об'єкта. Очевидно, що рішення поставленого завдання успішного управління таким методом може бути недосяжно.

На відміну від робастних регуляторів адаптивні регулятори можуть змінювати параметри своєї математичної моделі в залежності від поточних параметрів моделі об'єкта. Клас задач, які можуть бути вирішені таким шляхом, істотно ширше, а результати можуть бути значно кращими. Але проектування адаптивних регуляторів набагато важче, ніж проектування робастних регуляторів.

Основні труднощі реалізації адаптивних систем полягає, по-перше, у визначенні поточної моделі об'єкта, а по-друге - в розрахунку для цієї поточної моделі найкращого регулятора.

Спрощення методу вирішення цього завдання може бути досягнуто розбиттям варіантів можливих математичних моделей об'єкта на рахункове безліч і використанням методу робастного управління в межах цієї множини. В цьому випадку приватна подзадача робастного управління спрощується в порівнянні зі спробою забезпечення необхідних властивостей системою за допомогою єдиного робастного регулятора. При цьому детальної ідентифікації всіх параметрів об'єкта в цьому випадку вже не потрібно, оскільки досить забезпечити лише розпізнавання характерних ознак моделі об'єкта, достатніх для віднесення поточної моделі до одного з попередньо виділених класів.

Нехай, наприклад, об'єкт управління має математичну модель у вигляді передавальної функції W 0 (s), наприклад

Нестаціонарні властивості об'єкта полягають у тому, що в деяких заздалегідь відомих межах можуть змінюватися всі вхідні в цю функцію параметри його моделі, а саме: до - коефіцієнт підсилення; Г - постійна часу; п - порядок моделі; т - постійна часу ланки запізнювання.

Вихідний сигнал об'єкта Y (t) повинен якомога точніше збігатися з завданням V (t), на об'єкт впливає невідома перешкода, а параметри моделі об'єкта повільно (тобто в 100-1000 разів повільніше темпів зміни вихідних сигналів об'єкта) і невідомим чином змінюються в часі.

Якщо параметри передавальної функції (11.1) змінюються в часі, то робастний регулятор залишається незмінним, тоді як адаптивний регулятор повинен змінюватися в залежності від цих змін:

Кусково-робастний регулятор в нашій концепції - це регулятор, структура (математична модель) якого залежить від одного параметра - номера підмножини, до якого віднесено поточний стан моделі об'єкта. У разі кусочно-робастного регулятора все коефіцієнти регулятора можуть бути взяті з заздалегідь розрахованої таблиці, тобто бути фіксованими з наперед заданого підмножини. Це набагато простіше, ніж безперервний розрахунок нових коефіцієнтів, виходячи з безлічі знову певних параметрів моделі об'єкта.

Визначення ситуації віднесення моделі до одного з заздалегідь заданих класів також набагато простіше, ніж визначення всієї моделі об'єкта повністю. В результаті дві складні процедури (ідентифікація моделі об'єкта і розрахунок моделі регулятора) замінюються на дві прості процедури (віднесення моделі об'єкта до обраному класу і вибір моделі регулятора в залежності від цього класу).

 
<<   ЗМІСТ   >>