Анализ синтезированной СУИМ

Синтез СУИМ.

1. Структурный синтез. Сначала производят структурную декомпозицию ОУ, выделяя в нем автономные каналы управления, естественные перекрестные связи между каналами управления и те физико-механические свойства, которые позволяют осуществлять развязку механических движений. Задаются структурой УУ (числом, способом соединения и структурой регуляторов, корректирующих звеньев, обратных связей по координатам состояния ОУ и возмушениям внешней среды). Наиболее часто структурный синтез СУИМ базируется на принципах подчиненного регулирования координат ОУ. При этом структура УУ приобретает вид нескольких последовательно соединенных регуляторов.

2. Параметрический синтез. Сначала производят параметрическую декомпозицию ОУ. Вообще, в любом ОУ и его канале можно выделить быстрые, средние и медленные движения (например, процессы в контуре тока якоря – быстрые, изменение координаты рабочего органа – медленные). Все это позволяет выделить большие и малые постоянные времени, причем малые объединяют в одну эквивалентную постоянную, определяющую быстродействие контура. Подбирают или рассчитывают параметры регуляторов и корректирующих звеньев, обеспечивающих требуемые статические и динамические характеристики СУИМ.

3. Структурно-параметрический синтез. Он проводится, если метод позволяет проводить такую процедуру. Задача синтеза: применением оптимизационной процедуры к критерию качества управления определить структуру и параметры УУ, соответствующие этому критерию качества.

Для целей анализа ОУ представляется в полноразмерном описании, т.е. в том виде, в каком он был до структурно-параметрической декомпозиции (с учетом имеющихся нелинейностей, упруго-диссипативных свойств кинематики, возможных изменений параметров, реальных ограничений координат и т. п.).

Результат анализа должен ответить на вопрос, удовлетворяет ли синтезированная СУИМ требуемому качеству.

Если система не удовлетворяет требуемому критерию, то осуществляют корректировку ММ ОУ, критерия качества (функционала) и процедуры синтеза СУИМ. При этом возврат к задаче синтеза может быть неоднократным.

Задача анализа СУИМ предполагает, в общем случае, решение нескольких подзадач:

– определение ММ СУИМ, отражающей ее доминирующие свойства (качества) с учетом допущений принятых на этапе синтеза СУИМ;

– оценка устойчивости и (или) показателей качества СУИМ при заданных аддитивных воздействиях на нее;

– оценка чувствительности СУИМ к вариациям ее параметров;

– оценка экономической, эксплуатационной эффективности СУИМ, показателей надежности и др.

Анализ ведется теми же частотными или временными методами исследования систем, что и синтез. Кроме того, завершением этапа анализа является экспериментальное исследование СУИМ. Обычно при анализе СУИМ используются:

– математическое моделирование (цифровое, аналоговое, цифро-аналоговое);

– полунатурное моделирование (симбиоз математической модели и физической установки);

– натурное моделирование (с применением моделей-макетов на основе применения критериев подобия модели и объекта, критериальных уравнений);

– экспериментальные исследования опытных образцов СУИМ.

В практике исследования и проектирования сложных промышленных СУИМ задачи синтеза и анализа решаются, как правило, параллельно, поскольку сам процесс проектирования обычно носит итерационный характер, требующий неоднократной коррекции и математической модели ОУ, и цели управления, и допустимых ресурсов управления, и решения задачи выбора элементной базы СУИМ и т.п.

Дата добавления: 2014-11-29