Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

П ро по рц ио на ль но-и нт ег ра ль но-д иф фе ре нц ир ую щи й (П ИД) р ег ул ят ор - у ст ро йс тв о в у пр ав ля ющ ем к он ту ре с о бр ат но й с вя зь ю. И сп ол ьз уе тс я в с ис те ма х а вт ом ат ич ес ко го у пр ав ле ни я д ля ф ор ми ро ва ни я у пр ав ля ющ ег о с иг на ла с ц ел ью п ол уч ен ия н ео бх од им ых т оч но ст и и к ач ес тв а п ер ех од но го п ро це сс а. П ИД-р ег ул ят ор ф ор ми ру ет у пр ав ля ющ ий с иг на л, я вл яю щи йс я с ум мо й т рё х с ла га ем ых, п ер во е и з к от ор ых п ро по рц ио на ль но р аз но ст и в хо дн ог о с иг на ла и с иг на ла о бр ат но й с вя зи (с иг на л р ас со гл ас ов ан ия), в то ро е — и нт ег ра л с иг на ла р ас со гл ас ов ан ия, т ре ть е — п ро из во дн ая с иг на ла р ас со гл ас ов ан ия.

В результате опытов были рассмотрены следующие коэффициенты усиления на усилители 1- 1000, на усилителе 2- 500.

Рисунок 3.2 – Динамические характеристики системы управления (а, в – ошибки регулирования; б, г – сигнал управления)

П ре дс та вл ен ны е р ез ул ьт ат ы м од ел ир ов ан ия с ви де те ль ст ву ют о т ом, ч то п ри ме не ни е а лг ор ит мо в в л ок ал ьн ых р ег ул ят ор ах о бе сп еч ив ае т м ал ую в ел ич ин у о ши бк и р ег ул ир ов ан ия р ис ун ок 3.2 а, в. В сл ед ст ви е ч ег о и ме ет м ес то п ра кт ич ес ки п ол но е с ов па де ни е с иг на ло в л ок ал ьн ых з ад аю щи х в оз де йс тв ий, о пр ед ел яю щи х ж ел ае мы е у гл ов ые п ер ем ещ ен ия з ве нь ев, и в ых од ны х с иг на ло в с ис те мы, ч то с оо тв ет ст ву ет д ви же ни ю к он це во й т оч ки в то ро го з ве на р об от а-м ан ип ул ят ор а п о з ад ан но й т ра ек то ри и р ис ун ок 3.2 а. П ри и сп ол ьз ов ан ии к ла сс ич ес ко го П ИД з ак он а р ег ул ир ов ан ия т ре бу ет б ол ьш их к оэ фф иц ие нт ов у си ле ни я с иг на ла, д аж е п ри т ак их з на че ни ях у си ле ни я, в ел ич ин а о ши бк и б ол ьш е ч ем в р об ас тн ом з ак он е. К ро ме т ог о, к ак с ле дс тв ие, в р ас см от ре нн ой с ис те ме в ып ол ня ют ся п ре де ль ны е ц ел ев ые у сл ов ия е е ф ун кц ио ни ро ва ни я (2.11).

Н ео бх од им о о тм ет ит ь, ч то в с лу ча е о пр ед ел ен ия д ру ги х т ра ек то ри й д ви же ни я с с оо тв ет ст ву ющ им и з ад аю щи ми в оз де йс тв ия ми, а т ак же в с лу ча е и зм ен ен ия ч ис ло вы х п ар ам ет ро в м ан ип ул ят ор а, а лг ор ит мы (2.12) б уд ут о бе сп еч ив ат ь в ып ол не ни е п ре де ль ны х у сл ов ий (2.11) с с ох ра не ни ем в ыс ок их к ач ес тв ен ны х п ок аз ат ел ей ф ун кц ио ни ро ва ни я с ис те мы.

3.2 У пр ав ле ни е с п ом ощ ью р об ас тн о-п ер ио ди че ск ог о к он ту ра

В к ач ес тв е п ри ме ра р ас см от ри м з ад ач у у пр ав ле ни я п ер ем ещ ен ие м д ву хз ве нн ог о W A-м ан ип ул ят ор а [27] с м ат ем ат ич ес ки м о пи са ни ем (2.3) – (2.7), (2.9), (2.12), с тр ук ту ра м ат ри ц и в ек то ро в к аж до го з ве на к от ор ог о и ме ет в ид

Н ел ин ей ны е ф ун кц ии, в хо дя щи е в с ос та в в ыр аж ен ий, а т ак же ф ун кц ии п ер ех од ны х с вя зе й з ве нь ев м ан ип ул ят ор а о пр ед ел ен ы в с оо тв ет ст ви и с в ыр аж ен ия ми (2.5) – (2.7). П ос то ян ны е п ар ам ет ры р об от а и ме ют з на че ни я

В оз му ща ющ ие в оз де йс тв ия с оо тв ет ст ву ющ их з ве нь ев м ан ип ул ят ор а з ад ан ы в в ид е

З на че ни я к оэ фф иц ие нт ов л ок ал ьн ых я вн о-н ея вн ых э та ло нн ых м од ел ей (2.8) в ыб ра ны с о з на че ни ем , ч то п оз во ля ет, и сп ол ьз уя м ет од ик у и зл ож ен ну ю, н ап ри ме р в [5], р ас сч ит ат ь н ео бх од им ые п ар ам ет ры л ок ал ьн ых с та ци он ар ны х н аб лю да те ле й (2.10), к от ор ые в д ан но м с лу ча е п ри му т в ид

Д ля р ас см ат ри ва ем ой с ис те мы т ре бу ет ся, ч то бы в р аб оч ей о бл ас ти A р ис ун ок 3.3 к он це ва я т оч ка в то ро го з ве на м ан ип ул ят ор а о пи сы ва ла т ра ек то ри ю, и зо бр аж ен ну ю н а р ис ун ке 3.3 а. В э то м с лу ча е ж ел ае мы е и зм ен ен ия у гл ов п ов ор от а з ве нь ев (з ад аю щи е в оз де йс тв ия), а т ак же н ач ал ьн ые у сл ов ия а на ли ти че ск и о пр ед ел ят ся в в ид е

п ри э то м, г ра фи ки з ад аю щи х в оз де йс тв ий б уд ут с оо тв ет ст во ва ть рисунку 3.3 б.

Рисунок 3.3 – Желаемая траектория перемещения манипулятора в его рабочей области А (а) и необходимые задающие воздействия (б)

С целью обеспечения выполнения поставленных требований была проведена серия вычислительных экспериментов, в результате которой необходимые параметры регуляторов (12) локальных систем управления были выбраны со следующими значениями:

Заметим, что вычислительный эксперимент (в связи с малоинерционностью эталона) проводился с использованием неявной эталонной модели.

Рисунок 3.4 – Схема регулятора локальных систем управления

Локальные системы автоматического регулирования параметров, использованные при автоматизации абсорбционных установок, состоят из отдельных замкнутых контуров, каждый из которых включает в себя четыре звена: датчик (измеритель параметра), регулятор, исполнительный механизм и регулирующий орган. Регулятор имеет три режима работы - ручное управление, переходной режим и режим автоматического регулирования. При режиме ручного управления с панели дистанционного управления, находящейся в регуляторе, изменяют положение регулирующего органа пневматического клапана и таким образом достигают заданной величины регулируемого параметра. При режиме автоматического регулирования устанавливают на регуляторе заданное значение параметра и переводят его на работу в автоматическом режиме. При этом сигнал технологического параметра от датчика поступает в регулятор, где сравнивается с сигналом задания. При необходимости изменения величины параметра вручную или по сигналу от управляющей ЭВМ соответственно меняется задание на автоматическом регуляторе. Причем если от датчика поступает информация в виде электрического сигнала, то его преобразуют в пневматический при помощи электропневмопреобразователей.

Результаты имитационного моделирования представлены на рисунке 3.5

Рисунок 3.5 – Динамические характеристики системы управления (а, в – ошибки регулирования локальных подсистем; б, г – локальные сигналы управления)

Заключение

А кт уа ль но ст ь п ро бл ем, в оз ни ка ющ их п ри р еш ен ии з ад ач у пр ав ле ни я р еж им ам и р аб от ы м ан ип ул яц ио нн ых р об от ов, о бу сл ов ле на, п ре жд е в се го, и х п ов се ме ст ны м п ри ме не ни ем. П ри р ас см от ре ни и т ех ни че ск их у ст ан ов ок и у ст ро йс тв, п ре дн аз на че нн ых д ля п ро из во дс тв а с ер ий ны х и зд ел ий и ли и сс ле до ва ни я п ро чн ос ти к он ст ру кц ий, р аз ра бо тч ик ам и с ов ре ме нн ых а вт ом ат ич ес ки х с ис те м р еш аю тс я з ад ач и п ро ек ти ро ва ни я т ак н аз ыв ае мы х п ер ио ди че ск их с ис те м у пр ав ле ни я, к от ор ым п ри су щ п ер ио ди че ск ий х ар ак те р и зм ен ен ия з ад аю щи х и в оз му ща ющ их в оз де йс тв ий. К с ис те ма м д ан но го к ла сс а, в ч ас тн ос ти, о тн ос ят ся п ро мы шл ен ны е р об от ы-м ан ип ул ят ор ы, т ок ар ны е с та нк и с а вт ом ат из ир ов ан ны м п ри во до м п од ач и р еж ущ ег о и нс тр ум ен та, с ис те мы о пт ич ес ко го с ка ни ро ва ни я, с ис те мы у пр ав ле ни я и сп ыт ат ел ьн ым и в иб ра ци он ны ми с те нд ам и и д ру ги е. С т оч ки з ре ни я т ео ри и у пр ав ле ни я, б ол ьш ин ст во с ов ре ме нн ых т ех ни че ск их у ст ро йс тв р аз ли чн ог о н аз на че ни я я вл яю тс я с ло жн ым и н ел ин ей но-н ес та ци он ар ны ми д ин ам ич ес ки ми о бъ ек та ми, п ро ек ти ро ва ни е с ис те м у пр ав ле ни я к от ор ым и т ре бу ет п ри ме не ни я о со бы х п од хо до в.

В м аг ис те рс ко й р аб от е п ре дс та вл ен а в оз мо жн ос ть п ри ме не ни я р ез ул ьт ат ов р аб от в с лу ча е у пр ав ле ни я ц ик ли че ск им р еж им ом W AМ Б ар ре тт а с д ву мя с те пе ня ми п од ви жн ос ти, ф ун кц ио ни ру ющ ег о в у сл ов ия х н ел ин ей но ст и с во их п ар ам ет ро в, а т ак же д ей ст ви и в не шн их н еп ер ио ди че ск их в оз му ще ни й. П ре дс та вл ен ны е р ез ул ьт ат ы м од ел ир ов ан ия с ви де те ль ст ву ют о т ом, ч то п ри ме не ни е а лг ор ит мо в в л ок ал ьн ых р ег ул ят ор ах о бе сп еч ив ае т м ал ую в ел ич ин у о ши бк и р ег ул ир ов ан ия, в сл ед ст ви е ч ег о и ме ет м ес то п ра кт ич ес ки п ол но е с ов па де ни е с иг на ло в л ок ал ьн ых з ад аю щи х в оз де йс тв ий, о пр ед ел яю щи х ж ел ае мы е у гл ов ые п ер ем ещ ен ия з ве нь ев, и в ых од ны х с иг на ло в с ис те мы, ч то с оо тв ет ст ву ет д ви же ни ю к он це во й т оч ки в то ро го з ве на р об от а-м ан ип ул ят ор а п о з ад ан но й траектории.

В работе рассматривается применение различных законов регулирования при работе манипуляционного робота, в результате исследования получены характеристики ошибки при регулировании объектом управления при различных законах.

Таким образом при выборе закона регулирования считаю целесообразным использование робастного закона, при его использовании, система не требует дополнительной перенастройки при изменении характеристик системы.

Можно сделать вывод о том, что применение синтезированных систем наиболее точно передает управляющие воздействие к исполнительному механизму, с наименьшими затратами на усиление сигнала чем использование классических законов регулирования, а так же позволяет сократить затраты на перенастройку системы управления при изменении условий.

Список используемых источников

1. Александровский, Н.М. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами / Н.М. Александровский, С.В. Егоров, Р.Е. Кузин – М.: Энергия, 1973. – 272 с.

2. Акилова, И.М. Система робастного управления скалярным объектом в циклических режимах / И.М. Акилова, Е.А. Шеленок // Вестник АмГУ. Серия «Естественные и экономические науки». – 2009. – Вып. 45. – С. 34 – 37

3. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов – М.: Наука, 1975. – 768 с.

4. Андриевский, Б.Р. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке Matlab / Б.Р. Андриевский, А.Л. Фрадков –СПб.: Наука, 2000. – 475 с.

5. Бобцов, А.А. Синтез управления нелинейными системами с функциональными и параметрическими неопределенностями на основе теоремы Фрадкова / А.А. Бобцов, Н.А. Николаев // Известия РАН. Теория и системы управления – 2005. – Вып.1. – С. 118 – 126

6. Зенкевич, С. Л. Основы управления манипуляционными роботами. 2-е изд. / С. Л. Зенкевич, А.С. Ющенко – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана – 2004. – 480 с.

7. Бурдаков, С.Ф. Проектирование манипуляторов, промышленных роботов и роботизированных комплексов / С.Ф. Бурдаков, В.А. Дьяченко, А.Н. Тимофеев – М.: Высшая школа, 1986. – 263 с.

8. Воронов, А.А. Введение в динамику сложных управляемых систем / А.А. Воронов – М.: Наука, 1985. – 352 с.

9. Воронов, А.А. Основы теории автоматического управления. Ч.3: Оптимальные, многосвязные и адаптивные системы / А.А. Воронов – Л.: Энергия, 1970. – 328 с.

10. Востриков, А.С. Теория автоматического регулирования: Учеб. Пособие / А.С. Востриков, Г.А. Французова – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 364 с.

11. Гостев, В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами / В.И. Гостев – К.: Тэхника, 1990. – 280 с.

12. Попов, В.М. Гиперустойчивость автоматических систем / В.М. Попов – М.: Наука, 1970. – 456 с.

Характеристики

Список файлов ВКР