ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТИМІЗОВАНИХ ЗА ШВИДКОДІЄЮ РЕЛЕЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ РЕГУЛЯТОРІВ З ПЕТЛЯМИ ГІСТЕРЕЗИСУ

Abstract

Translate Article

Актуальність роботи зумовлена потребою в адаптації результатів застосування методів теорії оптимального керування до сучасних можливостей технічної реалізації в якості алгоритмів керування реальними динамічними об’єктами. Серед них окремо стоїть метод N–i перемикань, який є альтернативним засобом оптимізації, оскільки не містить явного розв’язання варіаційної задачі. Йому притаманна простота математичного апарату, досягнута завдяки орієнтації на певний клас структур релейних систем керування електроприводами. Цей метод призначений для параметричного синтезу каскадно-підпорядкованих систем на основі розрахункової оптимальної за швидкодією траєкторії. Метою цього дослідження є розробка структурного рішення для релейних регуляторів, яке дозволяє поєднати засоби обмеження частоти ковзних режимів з безперешкодною реалізацією алгоритмів керування, параметричний синтез яких має за мету оптимізацію систем за швидкодією в умовах обмеження проміжних координат. Для досягнення цієї мети у роботі розв'язано наступні задачі: виявлено протиріччя між наявністю пульсацій струму, що виникають внаслідок обмеження частоти ковзних режимів, та необхідністю виконання одиничних перемикань регуляторів у точно розрахованих точках простору станів; здійснено дослідження перехідних процесів, що демонструє негативні наслідки цього протиріччя для динаміки позиційних електроприводів; запропоновано структурні модифікації релейних регуляторів, які дозволяють застосовувати релейні елементи з гістерезисними характеристиками лише за умов існування ковзних режимів, виконуючи одиничні перемикання за допомогою ідеальних реле; виконано математичне моделювання вдосконаленої системи керування на підтвердження ефективності запропонованого розв’язку проблеми. Результатом роботи є структурні схеми математичних моделей релейних регуляторів, статичні характеристики яких є адаптивними до поточних режимів функціонування системи. Використання модифікованих регуляторів дозволяє реалізувати оптимальні за швидкодією алгоритми керування в умовах обмеження частоти ковзання без додаткових заходів параметричної оптимізації.