8.8 Беспоисковые адаптивные системы управления электроприводами

Задачи управления нестационарными системами электроприводов и механизмов.

Нестационарность работы ЭП как объектов управления зависит от способов управления электродвигателями постоянного и переменного тока и от свойств механизмов в процессе эксплуатации. Изменение параметров электроприводов происходит в следствии изменения следующих основных величин :

1. Параметров электромагнитных контуров в цепи « преобразователь – двигатель »

2. Передаточных коэффициентов преобразователей

3. Потока возбуждения двигателей

4. Моментов инерции механизмов

5. Частот упругих механических колебаний

6. Взаимного изменения механических параметров в многосвязных системах многодвигательных промышленных установок.

Кроме того, в процессе эксплуатации систем управления электроприводами могут наблюдаться значительные изменения по спектральному составу и интенсивности возмущающих и управляющих воздействий, что может приводить к существенному увеличению динамических ошибок системы и к необходимости перенастройки параметров регуляторов для минимизации этих ошибок.

Функциональная схема адаптивной СУЭП приведена на рисунке 8.16:

Рисунок 8.16 – Функциональная схема адаптивной СУЭП

Основная часть системы включает объект управления (ОУ) и регулятор (Р), охваченные обратной связью. В качестве основной части системы может рассматриваться любая автоматическая система управления нестационарным электроприводом. Реализация адаптивного управления в системе производится дополнительным блоком адаптивного управления (БАУ), который включает в себя:

Блок обработки информации о текущем состоянии объекта управления или всей системы 2 и блок перенастройки параметров регуляторов в соответствии с принятыми критериями качества работы адаптивной системы.

Адаптивным управлением решаются следующие задачи:

1. При произвольном изменении параметров электроприводов в системе производятся такие изменения параметров регуляторов, при которых динамические свойства системы для заданных воздействий не изменяются. Предполагается, что система в исходных условиях оптимизирована и в дальнейшем обеспечивается стабильность показателей качества системы.

2. При начальном отсутствии информации о параметрах электроприводов и воздействиях на систему управления производится автоматический поиск оптимальных условий работы в соответствии с заданным критерием качества.

Решение второй задачи связано с поиском оптимальных режимов работы системы.

Решением первой задачи в ряде случаев выполняется применением достаточно простых приёмов компенсации изменяющихся параметров ЭП. Этого можно добиться, если применить внутренние обратные связи, охватывающие часть структуры ОУ с нестационарными параметрами; возможно применение наблюдающих устройств, восстанавливающих необходимые координаты и параметры систем ЭП.

Функционирующая АСУ ЭП постоянно находится под воздействием различного рода возмущающих факторов. Оценку состояния функционирующей системы целесообразно выполнять, используя естественные динамические процессы. Однако это не всегда возможно в силу того, что энергетический спектр возмущений может быть слишком узким или представлять собой сочетание непериодических сигналов только на определённых частотах. В этом случае необходимо специально вводить тестовые сигналы, которым придаются формы, оптимальным образом соответствующие состоянию оценки системы. Форма такого сигнала зависит от вида описания состояния системы.

Для получения информации о состоянии системы в виде: временных характеристик – используют импульсные и ступенчатые сигналы; частотных характеристик – синусоидальные, прямоугольные и другие сигналы. В качестве тестовых сигналов могут использоваться также и случайные сигналы с заданными характеристиками. Информация о функционирующей системе может быть получена в виде: АФЧХ (амплитудно-фазовых частотных характеристик), импульсных переходных функций, оценочных параметров и координат системы и в др. форме.