Солодовников (950639), страница 58
Текст из файла (страница 58)
ходнмость применения адаптивных систем возникает в "'..неполной информации о проектируемой системе, т. е. :='"пе известны: параметры объекта и точные характеристи",:,изменения во времени; внсшнис возмущения; задающие равляющие воздействия. Йдаптивной САУ в процессе ее работы могут осущестизмепення контролируемых (настраиваемых) парамет'".Руктуры системы, цели и критерия управления, что пози. компенсировать в широком диапазоне изменение не' " ирусмых параметров н поддерживать технические хастики системы на требуемом уровне. Пассивные и активные, разомкнутые и замкнутые адаптивные системы 'зависимости от способа, которым осуществляют желае. ""менения, АСАУ можно подразделить на (см.
Рнс. !2.1): ,;;;.)тсассивные. В нпх контролируемые изменения програм'"висят от имеющейся на стадии проектирования АСАУ т'ной информации о внешних и внутренних условиях ра';-'1ейстемы; '";.::активные. В них осуществляются контролируемые из' я собственных характеристик в зависимости от текущей, ько от априорной информации об условиях работы си,. управлення.
ме того, АСАУ могут быть (см. Рис. 12.1): "с разомкнутым контуром самонастройки; ~",;с замкнутым контуром самонастройки. яптивными системами с разомкнутым контуром (циклом) , ''стройки, или, просто, разомкнутыми АГАУ, называют „'ы, в которых программа настройки параметров опредезаранее и таким образом, чтобы система управления ась в расчетном квазиоптимальном режиме при неко- ,,'типовых или наиболее вероятных внешних и внутренних ,,ях. Для настройки системы во всем диапазоне изменения -,,'!тйлояий необходим больший объем априорной информаРис. 12.2 приведена схема обычной, иеприспособавливаютсистемы стабилизации углового положения ЛА, При 'нни условий полета меняется передаточная функция 22 — 35Ш 337 ~й),Лт(гу У~(б йЖ ЗЗЗ ЗЗЭ Рис. !2.2.
Неприспосабливающаяся система стабилиза- ции ЛА Яте(а) ЛА, а следовательно, и динамическая характеристк' всей системы стабилизации: Ф р'() п()~п() (Г (а) 1 + (Рп(а)(Рп(а)' (12 ' где 0(з) и У(з) — лапласовскне изображения входного и "'' ходкого сигналов. Возмущения со стороны внешней среды 1,(1), ..., 1 (1), п'" водящие к нсконтролируемым изменениям параметров систе'" приложены к различным точкам регулятора и объекта. На рис. 12.2 возмуща1ощее воздействие )(1), приложен '' непосредственно к входу объекта управления, в отличие ":, Й(1), ..., )з(1) пе меняет его параметров. Поэтому в проне', работы системы измеряют только ),(1), ..., )з(1) (см. р', 12.3). В соответствии с принципом обратной связи и выражен,.
(12.1) неконтРолнРУемые изл1енениЯ хаРактеРистики Цте(з) Ф'Ф бр УЯ Рис. 12.3. Приссюсабливающаяся система стабилизации ЛА "'" ущений и помех вызывают сравнительно небольшие ня параметров Ф(з). Если поставить задачу более пол'"мпенсации неконтролируемых изменений, чтобы переда- ""', функция Ф(з) системы стабилизации ЛА оставалась '"цчески неизменной, то следует надлежащим образом из"'::характеристнку регулятора ((т,(з). Это и осуществляется 'йносабливающейся СЛУ, выполненной по схеме, прнвсденрис. 12.3.
Параметры внешней среды, характеризуемые 1)ами )~(1),, )з(1), например давление скоростного на- (приЯ, тмпература окружающего воздуха Те(1) и скорость 'н., о(1), непрерывно измеряются датчиками Д1 — ДЗ, и тезначения параметров поступают в вычислительные "ства В1 — ВЗ, вырабатыва1осцие сигналы, с помощью ко'"':.'подстраивается характеристика 1(7,(з), чтобы компеиси'"'':изменения характеристики ()те(з).
Однако в АСЛУ данйхнпа (с разомкнутым циклом настройки) отсутствует са"'нз эффективности осуществляемых ею контролируемых "" ннй. втптивные системы с замкнутым циклом самонастройки, .!цросто, замкнутые ЛСЛУ, обладают способностью осу'" ять такой самоанализ.
С точки зрения структуры замк;;:ЛСАУ отличаются от разомкнутых наличием дополни'-го замкнутого контура самонастройки, служащего для "зв эффекта изменения качества системы управления в е адаптации. дем несколько примеров простых адаптивных систем. .;;:АСАУ с разомкнутым циклом (рис. 12.4) самонастройка проходит с Рис. 12.4. АСАУ с разомкнутым циклом иа- стройки .:":изменений характеристик системы и входного сигнала Текущая вноб этих изменениях получается на основе анализа ошибки е(1). тройка выполняется дополнительным корректирупощим устройством :„::-которое включается, например, когда сигнал ошибки контура управ- ,.',,'Превышает зздавные пороговые значения.
Эта система, следовательно, ,РЖнвает изменения; нли входного сигнала при наличии шумов; или ваВв обьскта; или те и другие одновременно. ~замкнутой АСАУ следует отнести автоколебательную систему с нели„;;элементом (НЭ) в прямой цепи (рис. !2.5). (На этом рисунке и далее , Вйтвал самонастройки.) Система обладает способностью изменять пе- 22* 340 Рис.
12.6, АСАУ с замкнутым циклом самонастройки редаточиый коэффициент прямой цепи таким образом, чтобы обеспсч "' оптимальный процесс управления, мала зависящий ат днвамичесхвх свогвб ' объекта. Замкнутый контур системы практически можно выполнить чхвн' лентным усилительному звену с передаточным коэффициентом, равным е нице, а следовательно, инвариантным к изменению динамических харак ристик объекта; причем значение коэффициента усиления в прямой цспя го контура должно быть наибольшим. Желаемая динамика системы уира" лени* обеспечивается характеристикой модели фвльтра Ф, Эта модель зк" чается последовательно с замкнутым контуром управление.
Чем больше значение передаточного коэффициента прямой цепи, тем:; меньшей степени характер переходных процессов зависит от динах(ичесК свойств объекта. Однако увеличение значения передаточного коэффшгиеа ограничено из-за автоколебаннй или неустойчивого функционвроваиия темы управления, в связи с чем возникает проблема контроля автоколеб Возможны два пути управления автоколебаниями: !) настройка передато, ного коэффициента с целью ограничения амнлитуды колебаний; 2) по жанне коэффициента усиления на уровне, соответствующем границе поя '„ ния автоколебаний.
Структурная схема ЛСЛУ с настройкой коэффициента усиления для огр ничения амплитуды автоколебаний показана на рис. !2.6. К основному к,„' ;::;:г Рнс. 12.6. АСАУ с настройкой коэффициента усиления добавляют контур подстройки параметра. Последний состоит из: и детектора угф(з). измеряющего действительную амплитуду автоко',: колшараторов для сравнення действительной амплитуды автоколе- -,С .заданной ам интегрирующего элемента, выход которого нспользуег.':уизмеиения значения перепаточиого коэффициента системы. )!едосга""'ной системы самонастройки заключается в непрерывном колебании льных органов управления. "'ее удачной представляется другая схема ЛСЛУ, построенная по тому (Вйггипу, но работающая вблизи границы авточолебавий (рис. 12,7). Эта (::";Рис. 12.7.
АСЛУ, работающая вбшшн границы алтоколебаний ,йтличзется от предылушей лишь контуром самонастройки. Модуль ,".ошибки с выхода фальтра )ге1(з) подается па ннзе1рируюшвй эле"",' чтобы последний увеличивал значение пергдазочпого коэффициента ы. Следовательно, при наличии входного сигнала того или иного " зчение передаточного коэффициента йч будет увеличиваться, *по т постепенно ЛСЛУ к режиму автоколебавнй.
Однако автоколебання (ай ие поддерживаются, а срыва~атея с помощью дополнительной подвастрайкв передаточного коэффициента. Послелняя содержим уст. „.,'йгез(з), состоящее из полосового фильтра, воспринимающего сигнал „,баинй системы, детектор, выпрямляюший этот сг гнал. Сигнал авгоИй подается на интегрирующий элемент для уменьшения значений ко, Нта йч и срыва автоколебаний. В цепях увеличения и уменыпения ", передаточного коэффициента включаются нелинейные элементы для , иня скорости такого изменения Максимальная скорость уменьшения "' 'коэффициента я, лолжна презьппать максимальную скорость его я, что и обеспечивает срыв автоколебаний как при любых значедного сигнала, так и при любых параметрах автоколебаний. „:3.
Аналитические и поисковые адаптивные системы '-'~аависимости от способа, с помощью которого система рсмчг цель управления, АСАУ можно подразделить на: ''литические (пли бсспонсковые); 2) поисковые (см. рис. т", Рассмотрим их. !~'.;11 аналитических АСАУ контролируемые изменения пара,,не или входных воздействий осуществляются в результате ческого вычислсаия условий экстремума функции, ,;..яющей цель и качество управления.
,,::: рис. )2.8 показана схема аналитической АСАУ, само'4йваюп!сйся в зависимости от изменения характеристик ..., о сигнала. Этот сигнал, представляюгций собой сумму Рис. 12.8. Лналитическая АСЛУ йл('с)-= ~ й (т)Я,(т — 1)И (12.2) полезного сигнала и(1) и случайной помехи п(1), подает -'=! вход как системы, так и специального вычислительного ус,'., стна ВУ1.
Допустим, что характеристики этих составляю ~~%~ заранее не известны, ио некоторая априорная ииформагц1н %;:. них имеется (например, практический интерес представ я 4!" случай, когда сигнал и(1) зависит от некоторых парам, Еч; и разработчик системы ими не располагает, а помеха и 1".,", тр~-' известные статистические характеристики). Такая система (см. рис. !2.8) работает следующим об"„ зом. Вычислительное устройство ВУ1, оценив параметры пог ного входного сигнала и(1), формирует оптимальную ИП, м,ц„(1). Последняя сравнивается с ИПФ системы л(т), тек значсние которой вырабатывает ВУ2.
По результатам срав,, ния этих функций устройство настройки параметров с пере, точной функцией йуа(з) изменяет собственные контролирус „ парамстры так, чтобы приблизить ИПФ й(т) к оптимальн Если неконтролируемые параметры изменяются, то проц, самонастройки повторяется. С течением времени точность нок возрастает и, следовательно, повышается динамичсск', точность АСАУ в целом. Для обеспсчен1ш заданного качества переходных процесс,.
АСАУ осуществляют самонастройку контролируемых параня. ров корректирующих устройств, вводя импульсные проб '::. сигналы. Обычно качество процесса регулирования зависит:„. положения нулей и полюсов передаточной функции систе,: Это положение, в свою очередь, зависит от текущего значе:-'- неконтролируемых параметров 'объекта или регулятора. Д~„. стабилизации положении нУлсй и полюсов системы необход ай ям управлять псредаточным коэффициентом или другими пара~"-" рами коррсктирующих устройств, компенсируя уход неконт;~ лирусмых параметров. Непосредственное определение э~':::~ а"вний в процессе эксплуатации системы не представляется '"" ным, поэтому косвенным критерием оценки в этом слу'"'жет стать число колебаний за время переходного про"!"-:лнызнанного импульсным воздействием, 'уктурная схема такой АСАУ изображена на рис.
12.9. Рис. 12.9. АСЛУ с пробнмми импульснмми сигналами ': од системы подается пробный импульсный сигнал, под "Вием которого н ней возникают затухающие колебания. :,свободные колебания измеряются и подаются на вход тва ВУ, которое определяет число их полупериодов. "' нтельное числа колебаний сравнивается с заданным, на чего вырабатывается си~пал самонастройки и„,(1), ""мналитических АСАУ используется также принцип статис, ой коррскции сигналов, заключающийся в непрерывном '"'енин белого шума малого уровня на входной управляю.;:йнгнал системы. Белый шум представляет собой пробный , реакция на который взаимно коррелируется с входным слом. .::'качестве текущей динамической характеристики системы .Рают ИПФ, что основано на следующем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
