ВКР_ПЗ Кутузова ЕС (1221256), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Рисунок 2.1 – Структурная схема гибридной системы управления
Д ля п ро ве де ни я и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия с фо рм ир уе м з ад аю ще е в оз де йс тв ие с ис те мы, д ис кр ет ны й а на ло г к от ор ой и ме ет в ид
.
П ар ам ет ры у пр ав ля ем ог о о бъ ек та п ри ме м р ав ны ми (2.20). В р ез ул ьт ат е и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия р ас см ат ри ва ем ой с ис те мы ш аг д ис кр ет из ац ии б ыл в ыб ра н с о з на че ни ем
, а ч ис ло вы е п ар ам ет ры ц иф ро во го к он ту ра у пр ав ле ни я п ри ня ли в ид
В ре ме нн ые х ар ак те ри ст ик и и сс ле ду ем ой с ис те мы п ре дс та вл ен ы н а р ис ун ке 2.2.
Р ис ун ок 2.2 – О ши бк а р ег ул ир ов ан ия
, д ин ам ик а н ас тр ой ки
п ар ам ет ра
, с иг на л у пр ав ля ющ ег о в оз де йс тв ия
г иб ри дн ой с ис те мы
Р ас см от ри м д ис кр ет но-н еп ре ры вн ую с ис те му у пр ав ле ни я. И ми та ци он на я м од ел ь д ан но й с ис те мы п ре дс та вл ен а в с оо тв ет ст ви и с р ис ун ко м 2.3.
Р ис ун ок 2.3 – С тр ук ту рн ая с хе ма г иб ри дн ой с ис те мы с д ис кр ет но-н еп ре ры вн ой с ис те мо й у пр ав ле ни я
С фо рм ир уе м п ер ио ди че ск ое з ад аю ще е в оз де йс тв ие с ис те мы с э кв ив ал ен тн ым д ис кр ет ны м а на ло го м
,
и з ад ад им п ар ам ет ры о бъ ек та у пр ав ле ни я с п ом ощ ью с оо тн ош ен ий:
С п ом ощ ью и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия р ас см ат ри ва ем ой с ис те мы у пр ав ле ни я ш аг д ис кр ет из ац ии п ри ня л з на че ни е
, а п ар ам ет ры д ис кр ет но го р ег ул ят ор а б ыл и в ыб ра ны с о з на че ни ям и
Р ез ул ьт ат ы и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия и лл юс тр ир уе т р ис ун ок 2.4.
Р ис ун ок 2.4 – В ре ме нн ые х ар ак те ри ст ик и г иб ри дн ой с ис те мы у пр ав ле ни я
Р ас см от ри м п ос тр ое нн ую г иб ри дн ую д ец ен тр ал из ов ан ну ю с ис те му у пр ав ле ни я. С тр ук ту рн ая с хе ма д ан но й с ис те мы п ре дс та вл ен а н а р ис ун ке 2.5.
З ад ад им п ар ам ет ры л ок ал ьн ых п од си ст ем о бъ ек та и п ер ек ре ст ны х с вя зе й. Л ок ал ьн ые к ом ан дн ые с иг на лы о пр ед ел им в в ид е д ис кр ет ны х а на ло го в з ад аю щи х в оз де йс тв ий
Р ис ун ок 2.5 – С тр ук ту рн ая с хе ма г иб ри дн ой д ец ен тр ал из ов ан но й с ис те мы
П ри и ми та ци он но м м од ел ир ов ан ии р ас см ат ри ва ем ой с ис те мы, р ез ул ьт ат ы к от ор ог о и зо бр аж ен ы н а р ис ун ке 2.6, п ар ам ет ры ц иф ро вы х л ок ал ьн ых р ег ул ят ор ов б ыл и в ыб ра ны с о з на че ни ям и
З на че ни е ш аг а д ис кр ет из ац ии б ыл о з ад ан о как
Рисунок 2.6 – Результаты имитационного моделирования гибридной системы
Д ля п ро ве де ни я и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия г иб ри дн ой с ис те мы у пр ав ле ни я о пр ед ел им п ар ам ет ры н еп ре ры вн ог о о бъ ек та у пр ав ле ни я. З ад аю ще е в оз де йс тв ие с ис те мы с фо рм ир уе м с п ом ощ ью д ис кр ет но го а на ло га н еп ре ры вн ой п ер ио ди че ск ой ф ун кц ии
О тм ет им, ч то п ри в ыб ра нн ом к оэ фф иц ие нт е я вн о-н ея вн ой э та ло нн ой м од ел и е е м ож но с чи та ть б ыс тр ой и н а э та пе и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия п ер ей ти к н ея вн ом у п ер ио ди че ск ом у э та ло ну. В э то м с лу ча е и ми та ци он на я с хе ма р ас см ат ри ва ем ой с ис те мы п ри ме т в ид, с оо тв ет ст ву ющ ий р ис ун ку 2.7. С хе ма ц иф ро во го н аб лю да те ля с ос то ян ия (2.14) и зо бр аж ен а н а р ис ун ке 2.8.
Рисунок 2.7 – Структурная схема гибридной системы управления с коэффициентом явно-неявной эталонной модели
Рисунок 2.8. Структурная схема цифрового наблюдателя состояния (2.14)
Результаты имитационного моделирования рассматриваемой системы при выбранном шаге дискретизации
и параметрах дискретного регулятора (2.2), (2.3), (2.15)
представлены на рисунке 2.9.
Рисунок 2.9 – Временные характеристики гибридной системы управления
Р ас см от ри м д ис кр ет но-н еп ре ры вн ую с ис те му д ец ен тр ал из ов ан но го у пр ав ле ни я, с ос то ящ ую и з д ву х л ок ал ьн ых п од си ст ем. Л ок ал ьн ые з ад аю щи е в оз де йс тв ия с ис те мы с фо рм ир уе м в в ид е д ис кр ет но й и нт ер пр ет ац ии н еп ре ры вн ых с иг на ло в
О пр ед ел им п ар ам ет ры л ок ал ьн ых п од си ст ем. К ак и в п ре ды ду ще м с лу ча е и сп ол ьз уя н ея вн ое п ре дс та вл ен ие э та ло на с тр ук ту рн ую с хе му и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия р ас см ат ри ва ем ой с ис те мы м ож но п ре дс та ви ть в с оо тв ет ст ви и с р ис ун ко м 2.10.
Рисунок 2.10 – Структурная схема дискретно-непрерывной системы децентрализованного управления
П ри п ро ве де ни и и ми та ци он но го м од ел ир ов ан ия с ис те мы у пр ав ле ни я п ар ам ет ры л ок ал ьн ых ц иф ро вы х р ег ул ят ор ов б ыл и в ыб ра ны с о з на че ни ям и
с ш аг ом д ис кр ет из ац ии
.
Р ез ул ьт ат ы в ыч ис ли те ль но го э кс пе ри ме нт а п ре дс та вл ен ы н а р ис ун ке 2.11.
А на ли зи ру я п ол уч ен ны е в р ез ул ьт ат е в ыч ис ли те ль ны х э кс пе ри ме нт ов в ре ме нн ые х ар ак те ри ст ик и м ож но с де ла ть в ыв од, ч то п ос тр ое нн ые г иб ри дн ые с ис те мы у пр ав ле ни я о бл ад аю т х ор ош им и к ач ес тв ен ны ми п ок аз ат ел ям и ф ун кц ио ни ро ва ни я и д ля к аж до й с ис те мы у пр ав ле ни я в ып ол ня ют ся п ре де ль ны е ц ел ев ые у сл ов ия (2.5), (2.11), (2.16) и (2.23) соответственно.
Рисунок 2.11 – Результаты имитационного моделирования
гибридной дискретно-непрерывной системы
децентрализованного управления
-
Управление испытательным электродинамическим вибрационным стендом
3.1 Описание исследуемой вибрационной установки
В иб ра ци он ны е и сп ыт ан ия, н ап ра вл ен ны е н а о пр ед ел ен ие у ст ал ос тн ой п ро чн ос ти и д ол го ве чн ос ти и зд ел ий, я вл яю тс я в аж ны м э та по м п ро из во дс тв а к он ст ру кц ий р аз ли чн ог о н аз на че ни я. Д ля р яд а с ов ре ме нн ых о тр ас ле й, т ак их к ак о бо ро нн ая и к ос ми че ск ая п ро мы шл ен но ст ь, ж ел ез но до ро жн ая и а ви ац ио нн ая и нд ус тр ия, с тр ои те ль ст во, о со бу ю р ол ь и гр аю т и сп ыт ан ия, п ри к от ор ых и сс ле ду ем ое у ст ро йс тв о п од ве рг аю т в оз де йс тв ию м ех ан ич ес ки х к ол еб ан ий с о пр ед ел ен но й а мп ли ту до й и ч ас то то й. В иб ра ци он ны е и сп ыт ан ия в аж ны п ри п ос тр ое ни и с ис те м д иа гн ос ти ки н еи сп ра вн ос те й и п ре до тв ра ще ни я с бо ев м ех ан ич ес ки х у ст ро йс тв.
В н ас то ящ ее в ре мя в се в ед ущ ие м ир ов ые п ро из во ди те ли а ви ац ио нн ой, а вт ом об ил ьн ой и в ое нн ой т ех ни ки с та ра ют ся в ып ол ня ть н ео бх од им ые и сп ыт ан ия в л аб ор ат ор ны х у сл ов ия х с и сп ол ьз ов ан ие м с пе ци ал из ир ов ан но го в иб ро ст ен до во го о бо ру до ва ни я. П ри э то м ш ир ок о п ри ме ня ют ся с лу ча йн ые ш ир ок оп ол ос ны е, г ар мо ни че ск ие и у да рн ые п ро фи ли в иб ро во зд ей ст ви й и ли и х к ом би на ци и. О сн ов на я ц ел ь п од об ны х и сп ыт ан ий – в ыя вл ен ие м ех ан ич ес ки х д еф ек то в и ли у лу чш ен ие з ад ан ны х х ар ак те ри ст ик, о пр ед ел ен ие с те пе ни г од но ст и и сп ыт ыв ае мы х о бр аз цо в к в оз де йс тв ию в иб ра ци й з ад ан но й с те пе ни ж ес тк ос ти, а т ак же о пр ед ел ен ие э рг он ом ич ес ки х х ар ак те ри ст ик и зд ел ия.
Н аи бо ле е в аж ны ми д ля и нж ен ер но го п ро из во дс тв а я вл яю тс я в иб ра ци он ны е и сп ыт ан ия с с ин ус ои да ль ны м п ро фи ле м к ол еб ан ий. Д ля п ол уч ен ия у ка за нн ой ф ор мы к ол еб ан ий, к ак п ра ви ло, и сп ол ьз ую тс я т ак н аз ыв ае мы е э ле кт ро ди на ми че ск ие в иб ра ци он ны е у ст ан ов ки, о сн ов ой р аб от ы к от ор ых я вл яе тс я п ре об ра зо ва ни е п ер ем ен но й э ле кт ро ди на ми че ск ой с ил ы в м ех ан ич ес ки е к ол еб ан ия. С п ом ощ ью т ак их в иб ро ус та но во к п ро во дя тс я и сп ыт ан ия о бр аз цо в м ат ер иа ло в, д ет ал ей, у зл ов м аш ин и п ри бо ро в в д ос та то чн о ш ир ок ом д иа па зо не ч ас то т. П ри э то м ч ас то та к ол еб ан ий, д ей ст ву ющ их н а и сс ле ду ем ый о бъ ек т, м ож ет б ыт ь п ос то ян но й и ли ж е в ар ьи ро ва ть ся п о о пр ед ел ен но му з ак он у.
С ов ре ме нн ые а вт ом ат ич ес ки е в иб ро ис пы та те ль ны е с ис те мы с тр оя тс я н а б аз е Э ВМ, ч то п оз во ля ет, в о-п ер вы х, п ро гр ам мн о ф ор ми ро ва ть н ео бх од им ый п ро фи ль к ол еб ан ий и, в о-в то ры х, о тн ос ит ел ьн о л ег ко п ер ен ас тр аи ва ть с ис те му в с лу ча е и зм ен яю щи хс я т ре бо ва ни й к п ар ам ет ра м е е ф ун кц ио ни ро ва ни я. Д ля п од де рж ан ия а мп ли ту ды и ч ас то ты к ол еб ан ий в иб ро ст ен до в в б ол ьш ин ст ве с ов ре ме нн ых с ис те м и сп ол ьз ую тс я л иб о т ип ов ые П И-р ег ул ят ор ы, л иб о н ей ро-н еч ет ко е у пр ав ле ни е [163], ч то н е в се гд а о ка зы ва ет ся э фф ек ти вн ым. В ч ас тн ос ти, и зм ен ен ие м ас сы и сс ле ду ем ой к он ст ру кц ии в ле че т з а с об ой п ер ен ас тр ой ку п ар ам ет ро в П И-р ег ул ят ор а, а и сп ол ьз ов ан ие р ег ул ят ор ов с н еч ет ко й л ог ик ой т ре бу ет п ре дв ар ит ел ьн ог о о бу че ни я с ис те мы с п ом ощ ью д ос та то чн о б ол ьш ог о к ол ич ес тв а н ек от ор ых э та ло нн ых р еж им ов р аб от ы. В с ил у э то го, п ои ск у ни ве рс ал ьн ых с по со бо в п од де рж ан ия т ре бу ем ых п ар ам ет ро в к ол еб ан ий э ле кт ро ди на ми че ск их в иб ро ус тр ан ов ок п ри и зм ен ен ии в не шн их у сл ов ий и х р аб от ы я вл яе тс я в ес ьм а а кт уа ль но й и в ос тр еб ов ан но й з ад ач ей.
Н а о сн ов ан ии р ез ул ьт ат ов, п ол уч ен ны х в о в то ро й и т ре ть ей г ла ва х д ис се рт ац ии, р ас см ат ри ва ем ся в оз мо жн ос ть п ри ме не ни я р об ас тн о-п ер ио ди че ск ог о р ег ул ят ор а д ля п од ер жа ни я с та би ль но го р еж им а р аб от ы э ле кт ро ди на ми че ск ой в иб ра ци он но й у ст ан ов ки (з а с че т с ле же ни я з а к ом ан дн ым с иг на ло м, о пр ед ел яю щи м т ре бу ем ую а мп ли ту ду и ч ас то ту к ол еб ан ий) п ри и зм ен ен ии п ар ам ет ро в е е ф ун кц ио ни ро ва ни я.
О бщ ая с хе ма в иб ро ус та но вк и э ле кт ро ди на ми че ск ог о д ей ст ви я м ож ет б ыт ь п ре дс та вл ен а в с оо тв ет ст ви и с р ис ун ко м 3.1.
Рисунок 3.1 – Структура электродинамической вибрационной установки
О сн ов ны ми ч ас тя ми п од об но й у ст ан ов ки я вл яю тс я:
- м аг ни тн ая с ис те ма, в кл юч аю ща я в с еб я п ос то ян ны й 1 э ле кт ро ма гн ит с о бм от ко й в оз бу жд ен ия (п од ма гн ич ив ан ия) 5;
- п од ви жн ая с ис те ма, с ос то ящ ая и з: п од ви жн ой о бм от ки 2, к ар ка са о бм от ки, с ое ди ни те ль ны х ч ас те й и с то ла 3, в ып ол не нн ог о в в ид е п ла тф ор мы, с те рж ня и ли д ру го го у ст ро йс тв а п ер ед аю ще го д ви же ни е о т в иб ро во зб уд ит ел я н а о бъ ек т и сп ыт ан ий;















