- •Лекции по тау- 2 Семестр Содержание:
- •Нелинейные системы автоматизированного управления (сау)
- •Особенности нелинейных систем:
- •Классификация нелинейных систем.
- •Типовые нелинейности
- •Структурные преобразования нелинейных систем
- •Общие правила построения фазовых траекторий:
- •Особенности фазовых портретов для нелинейных систем.
- •Метод гармонической линеаризации
- •Применение метода гармонической линеаризации для определения устойчивости колебаний.
- •Применение критерия Гурвица для исследования нелинейных систем после гармонической линеаризации
- •Применение критерия Михайлова для анализа нелинейных систем после линеаризации
- •Применение критерия Найквеста для устойчивости нелинейных систем после гармонической линеаризации
- •Метод припасовывания
- •Оценка абсолютной устойчивости по критерию Попова
- •Синтез систем автоматического управления Синтез методом переменного коэффициента усиления
- •Порядок синтеза цсау методом переменного коэффициента усилений
- •Синтез сау методом переменного коэффициента усиления для систем с аддитивными связями.
- •Методика построения регуляторов по модульному оптимуму для n от 2 до 8.
- •Расчет регуляторов по модульному оптимуму для типовых электромеханических систем.
- •Структурная идентификация
- •Параметрическая идентификация
- •Критерий оптимальности при идентификации
- •4)Двухэтапная процедура идентификации
- •Применение методов идентификации в адаптивных системах
- •Самонастраивающиеся адаптивные системы с автоматической оптимизацией критерия качества управления
- •Метод Гаусса – Зейделя
- •Метод наискорейшего спуска
- •Синтез оптимального дискретного управления для систем с аддитивными связями.
4)Двухэтапная процедура идентификации
Данная процедура основана на методе припасовывания, т.е. на нелинейной характеристике выбираются некоторые точки хi . В пределах этих точек считаем, что при небольших изменениях хi система ведет себя как линейная.
1 этап: В каждой точке хi подаем сигнал хi и снимаем выходной сигнал уi т.к. система считается линейной, то А= уi хiТ [хiТ хi]-1 i=1,n
2 этап: Аппроксимация нелинейной зависимости.
На основе получившихся коэффициентов Аi строится матрица коэффициентов Аобщ., где каждый элемент матрицы А=[aij]- апроксимируется либо полиномом либо др. функциями.
Адаптивные системы
Синтез регуляторов САУ ориентирован на конкретный объект и конкретные задающие и возмущающие воздействия, однако в реальных системах, по естественным причинам, например
механический износ, параметры системы могут отличаться от исходных или возмущающие или задающие воздействие отличается от исходного по технологическим причинам. В этом случае регулятор либо не оптимально управляет объектом либо не справляется с задачей управления.
Для того, чтобы избежать этих последствий в САУ применяют процедуру адаптации и такие системы называются адаптивными САУ
Обобщенная схема адаптивной САУ
Классификация адаптивных систем
По замкнутости контуров адаптации.
а) Разомкнутые САУ
Адаптация данных САУ осуществляется по возмущающему воздействию z(t) и по задающему воздействию u(t). Разомкнутые системы как правило применяются редко.
б ) Замкнутые САУ
По выходному сигналу y(t) и входному сигналу u(t) определяются новые параметры объекта, по которым с помощью алгоритма производят адаптацию.
в) Комбинированные САУ
Данный тип САУ объединяет в себе два предыдущих вида САУ.
По задаче адаптации.
а) САУ со стабилизацией критерия качества управления.
Считается, что критерий задан изначально и настройка регулятора осуществляется таким образом, чтобы этот критерий ( J ) имел экстремальное значение. ЦСАУ J tПП min
б) Адаптивная система автоматически просчитывает оптимальное значение критерия и осуществляет настройку регулятора в зависимости от этого значения. J=f(x,y,A)
По характеру настройки регулятора.
а) Самонастраивающиеся.
Когда в процессе адаптации более точно настраиваются параметры регулятора.
б) Самоорганизующиеся.
Когда в результате адаптации меняются не только параметры регулятора, но и структура.
в) Самообучающиеся.
Когда в результате адаптации меняется закон управления системы.
Применение методов идентификации в адаптивных системах
А даптивные системы с учетом методов идентификации могут осуществляться следующими схемами.
1)
2 ) Адаптивная система с эталонной моделью ( ЭМ )
И дентификация проводится предварительно, до функционирования САУ при построении эталонной модели. Эталонная модель получается на основе идеальных характеристик объекта
( переходный процесс в результате процедуры идентификации ).
Самонастраивающиеся адаптивные системы с автоматической оптимизацией критерия качества управления
Задается некоторый критерий качества J и система настраивается так, чтобы выполнялось условие . В зависимости от оптимизации алгоритма адаптации различают:
поисковые и безпоисковые адаптивные системы.
В поисковых системах автоматическое поддержание критерия качества обеспечивается итерреционными методами, а в безпоисковых системах поддержание критерия обеспечивается путем аналитического решения критерия качества.
Поисковые системы настраиваются таким образом, чтобы
Среди них используются методы:
Гаусса – Зейделя
Градиентный
Наискорейшего спуска