СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

В работе рассматривается схема придания свойства суперпозиции автоматической системе, использующей регулятор с переменной структурой и содержащей импульсный элемент (ИЭ) с широтно-импульсной модуляцией 1–5-го рода. Представлены результаты численных экспериментов для широтно-импульсной модуляции (ШИМ) 1–5-го рода, подтверждающие наличие свойства суперпозиции. Применение логических элементов для переключения параметров в типовых ПИ-регуляторах в автоматических системах с запаздыванием позволяет повысить скорость протекания переходного процесса, используя при этом в законе переключения только знак производной от ошибки системы. Ограничением такой схемы является то, что она применима только к линейному объекту управления и регулятору с переменной структурой, в котором выполняется принцип суперпозиции и содержится интегральный компонент, необходимый для реализации последовательности импульсов, которая должна исчезать при нулевой ошибке системы. Рассматривается случай, когда значение периода повторения импульсов не изменяется. В основе исследования лежит адаптация по задающему воздействию, связанная с реализацией бинарных систем, описанных в работах С.В. Емельянова и С.К. Коровина. Использование только критериев оптимизации, учитывающих специфику нелинейного ИЭ, не позволяет решить проблему сохранения времени регулирования при разных величинах задающего воздействия. Положительным моментом предложенного технического решения является то, что оно не содержит настраиваемых параметров. В качестве модельного примера выбрана автоматическая система поддержания температуры в туннельной печи для обжига кирпича. На ней показано, что при изменении величины постоянного задающего воздействия время нарастания и время регулирования переходного процесса автоматической системы практическим не изменяется.

Слепов Н.Н., Дроздов Б.В. Широтно-импульсная модуляция: (анализ и применение в магнитной записи). – М.: Энергия, 1978. – 191 с.

Попков Ю.С., Цыпкин Я.З. Теория нелинейных импульсных систем. – М.: Наука, 1973. – 414 с.

Лурье М.С., Лурье О.М., Фролов А.С. Исследование динамических режимов систем стабилизации тока мощных электромагнитов с широтно-импульсной модуляцией // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2021. – Т. 22, № 6. – С. 313–320. –DOI: 10.17587/mau.22.313-320.

Andeen P.E. Analysis of pulse duration sampled data systems with linear elements // IRE Transactions on Automatic Control. – 1960. – Vol. 5 (4). – P. 306–313.

Nease R.E. Analysis and design of nonlinear sampled date control systems // Massachusetts Institute of Technology, Servomechanisms Laboratory. Wright Air Development Center (WADC) Technical Note. – Cambridge, June 1957. – P. 57–162.

Шигин Е.К. Автоматическое регулирование объекта с чистым запаздыванием регулятором с переключаемыми параметрами. II // Автоматика и телемеханика. – 1966. – № 6. – С. 72–81.

Говоров А.А. Зонные регуляторы с переменной структурой. Принципы построения, методы анализа и способы реализации. – Саарбрюккен: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. – 124 с.

Sun Z., Ge S.S. Switched linear systems: Control and design. – Springer, 2005. – (Communications and control engineering).

Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменной структурой. – М.: Наука, 1967. – 336 с.

Жильцов К.К. Приближенные методы расчета систем с переменной структурой. – М.: Энергия, 1974. – 224 с.

Емельянов С.В., Фурсов А.С. Координатно-операторная обратная связь. Свойства. Особенности. Перспективы // Автоматика и телемеханика. – 2015. – № 10. – С. 3–39.

Васильков Ю.В., Василькова Н.Н. Математическое моделирование объектов и систем автоматического управления: учебное пособие. – М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2020. – 428 с.

Митришкин Ю.В. Линейные математические модели динамических систем с управлением. – М.: Ленанд, 2019. – 464 с.

Сабанчин В.Р., Тугов В.В. Автоматизация процесса обжига керамического кирпича: монография. – Оренбург: ОГУ, 2019. – 150 с.

Tseligorov N.A., Chubukin A.V., Tseligorova E.N. Investigation of the robust absolute stability of the tunnel kiln control system with delay // WSEAS Transactions on Systems. – 2021. – Vol. 20. – P. 25–30. – DOI: 10.37394/23202.2021.20.4.

Куликов В.В., Куцый Н.Н., Куцый А.П. Градиентный алгоритм параметрической оптимизации ПИ-регулятора с переменной структурой с зоной нечувствительности // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2020. – Т. 21, № 9. – С. 530–534. – DOI: 10.17587/mau.21.530-534.

Куликов В.В., Куцый Н.Н., Осипова Е.А. Параметрическая оптимизация ПИД-регулятора с ограничением на основе метода сопряженных градиентов Полака – Поляка – Рибьера // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2023. – Т. 24, № 5. – С. 240–248. – DOI: 10.17587/mau.24.240-248.