Возмущения систем управления

Асимптотика оптимальных управлений с особыми участками впервые построена в [47], где рассмотрена задача минимизации квадратичного функционала на траекториях квазилинейной системы. Алгоритм, описанный в 10, предложен в статье [29]. Он обобщает результаты, полученные в [47]. Задачи оптимизации нелинейных регулярно возмущенных систем управления с прямыми офаничениями на значения управляющих воздействий рассмотрены также в [85, 101, 110]. Однако, в этих работах строится асимптотика релейных управлений. [c.82]

Если объектом энергетики является система, а не элемент, то отказ (работоспособности или функционирования) или авария здесь происходят в результате возмущений, которые по отношению к системе можно назвать первичными. Первичными возмущениями могут быть следующие отказы (одиночные или групповые), формирующие систему элементов (основного оборудования, оборудования и аппаратуры систем управления) ошибки эксплуатационного персонала снижение обеспеченности системы ресурсами по отношению к требуемой для выполнения системой заданных функций в заданном объеме. [c.57]

В 1.4 отмечено, что отказ или авария СЭ, т.е. снижение ее надежности, может произойти в результате следующих первичных возмущений отказов элементов системы (основного оборудования, оборудования и аппаратуры систем управления) ошибок эксплуатационного персонала снижения обеспеченности системы ресурсами по отношению к требуемой для выполнения ею заданных функций в заданном объеме. [c.105]

Благодаря обобщению теории оптимального управления на системы с распределенными параметрами удалось создать систему управления нагревом слитков в методических печах, минимизирующую среднеквадратичное отклонение температуры заготовки от заданного значения. Был разработан принцип самонастройки систем регулирования по возмущению, который [c.260]

Для разомкнутых систем управление осуществляется по возмущению , т. е. полной амплитудой управляющих сигналов V (vi, V2,. .., у ). Далее сигналы усиливаются и поступают на корректирующий фильтр, который формирует желаемые динамические и статические характеристики системы управления. Управляющий сигнал и (ui, 2,. .., и ) поступает на исполнительные приводы по координатам. [c.128]

Рис. 6.23. Структуры автоматических систем управления а —с разомкнутой цепью воздействий б — с разомкнутой цепью воздействий, вырабатываемых в соответствии с целью управления и учетом возмущений а — с замкнутой цепью воздействий

Особенностью магнитных систем управления спутников, стабилизированных собственным вращением, является то, что работают они не непрерывно, а с некоторой скважностью, которая определяется не только временем накопления достаточной ошибки от возмущений, но и физическими свойствами магнитного поля Земли. Иногда система включается один раз за виток, иногда намного реже, причем в одних случаях работа происходит на определенных участках орбиты, где выполняются условия оптимального управления, а в других — на любом участке или на протяжении всего витка (или нескольких витков), если выполнение этих условий не требуется. Проведенные исследования [30] показали, что для каждой орбиты и всех фаз полета спутника с активной магнитной системой существуют четыре точки переключения. Условия переключения проверяются с помощью сигналов датчика напряженности магнитного поля Земли и солнечных датчиков. При этом соответственно переключается и магнитный диполь ориентации оси закрутки, и диполь стабилизации скорости собственного вращения спутника. Прерывистость работы активных магнитных систем ориентации положения спутника и его скорости закрутки обусловливается самой природой стабилизации собственным вращением, для которой характерна высокая устойчивость к воздействию как внешних, так и внутренних возмущающих моментов. [c.125]

Под адаптивным управлением динамической системой традиционно понимается задача синтеза закона управления этой системой в условиях априорной неопределенности некоторых ее параметров или действующих на систему возмущений [331, 364, 440]. Совокупность задач по аналитическому формированию динамических систем управления можно условно разделить на два больших класса стабилизационные и оптимизационные задачи. Иногда, правда, рассматриваются и задачи смешанного типа. [c.327]

В 11.3 и 11.4 рассматриваются задачи адаптивной оптимальной стабилизации для линейных управляемых систем ядерной (зарядной) кинетики С интегральными функционалами А.М. Ляпунова и H.H. Красовского в детерминированном и стохастическом (по быстродействию) вариантах. Решения исследуемых задач определяются С помощью метода корректируемых параметров [331, 333, 440]. Нри синтезе регулируемых ядерных устройств в атомной энергетике крайне важно обеспечить надежное и точное функционирование оптимально-стабилизационных систем управления в условиях параметрической неопределенности и при наличии случайных возмущений. Материал двух последних параграфов посвящен определению точных аналитических законов управления и алгоритмов оценивания неизвестных параметров, гарантирующих обеспечение системой управления целевых условий с заданной степенью точности и на конечном промежутке времени. [c.328]

В труде специалиста из ФРГ рассмотрены современные методы расчета и проектирования цифровых систем управления с детерминированными и случайными возмущениями. Значительное внимание уделено теории многосвязных и адаптивных систем управления. [c.4]

В четвертом разделе изложены методы синтеза многоконтурных систем управления. Для повышения качества их работы вводятся дополнительные регуляторы в цепях прямой и обратной связи. Такие системы являются работоспособными лишь при наличии измерений внутренних координат объекта или действующих извне возмущений. Для выбора параметров подобных регуляторов используются методы синтеза, описанные в предыдущих разделах, что представляет определенный интерес для проектировщиков. Автор сравнивает различные схемы построения регуляторов, приведенных в данном разделе. [c.6]

Основная задача проектирования следящих систем управления состоит в том, чтобы регулируемая переменная у как можно более точно воспроизводила входной задающий сигнал у. Если модель Ор устойчивого объекта задана точно, то при отсутствии возмущений эта задача может быть решена введением регулятора в прямой цепи, как показано на рис. 6.1. В идеальном случае можно потребовать, чтобы выходная координата точно отслеживала входной сигнал у. Это требование может быть выполнено, если [c.120]

В отличие от систем управления с прямой связью системы управления с обратной связью позволяют не только уменьшить влияние внешних возмущений на выходную переменную, но и снизить влияние изменения параметров объекта на качество управления по регулируемой координате. Для иллюстрации этого хорошо известного свойства [10.1] рассмотрим регулятор с прямой связью и регулятор с обратной связью, изображенные на рис. 6.1 и 6.2 соответственно. Далее будем использовать следующие обозначения Ор (г) — передаточная функция объекта управления, Оц(г) — передаточная функция регулятора с обратной связью, Оа (г) — передаточная функция регулятора с прямой связью. Обе системы синтезированы для номинального вектора параметров объекта Вд, так что при одном и том же сигнале управления у(к) выходные сигналы у (к) в обеих системах будут идентичны. Предположим, что объект Ор(г) является асимптотически устойчивым, в результате чего после затухания свободных движений в системах перед подачей сигнала управления оба объекта находятся в одинаковом установившемся состоянии. Передаточная функция замкнутой системы с обратной связью в номинальной рабочей точке определяется соотношением [c.199]

Из рис. 11.4.2 и табл. 11.4.2 следует, что в системах управления с обратной связью, нечувствительных к низкочастотным возмущениям, весовой коэффициент г при управляющей переменной должен быть большим, т. е. реализуется жесткое управление. Однако, если компоненты сигнала возмущения п(к) близки к резонансной частоте, необходимо уменьшать резонансный пик и поэтому уменьшать г, т. е. реализовать более мягкое управление. Из сказанного следует, что при синтезе нечувствительных систем управления необходимо учитывать спектр сигнала возмущения. Если рассматривать величину R(z)p, то из рис. 11.4.2 и рис. 11.4.3 видно, что высокой чувствительностью к изменениям параметров объекта обладают следующие регуляторы в диапазоне I — 2ПР-2 в диапазоне II — 2ПР-2, AP(v)n P . Малой чувствительностью в диапазоне I обладает регулятор РС, а в диапазоне II — АР (v + 1). Заметим, однако, что параметрически оптимизируемые и апериодические регуляторы были синтезированы для ступенчатого изменения установившегося состояния, т. е. для малых возбуждающих воздействий в диапазонах II и III. Для ступенчатого изменения задающего сигнала w(k) эти результаты в основном согласуются с результатами исследования чувствительности в разд. 11.3,6. [c.202]

Подадим на эту систему управления внешний сигнал возмущения у(к)1 X (к + 1) = [А— Ькт] X (к) + Гу (к). (11.1 -37) [c.213]

До сих пор при исследовании методов синтеза регуляторов и алгоритмов управления предполагалось, за исключением регуляторов состояния, что входной сигнал объекта управления и зависит только от регулируемой переменной у. При этом получается одноконтурная система. Однако в гл, 14 было показано, что введение в одноконтурную систему дополнительных связей по измеряемым переменным — например, по сигналам внешних воздействий или возмущений—позволяет улучшить качество управления. Системы управления, использующие кроме основной обратной связи дополнительные, называют связными системами управления. Обзор непрерывных систем управления такого типа содержится, например, в работах [5.14], [16.2], [16.3]. К основным структурным классам связных систем относятся каскадные системы управления, системы со вспомогательными обратными связями по регулируемым переменным и системы с прямыми связями. [c.289]

При каскадном управлении и введении вспомогательных обратных связей по регулируемым переменным дополнительные (регулируемые) измеряемые переменные объекта, расположенные между точками приложения управляющих воздействий и выходными сигналами, применяются для формирования управляющих сигналов. В качестве дополнительных обратных связей часто используют (непрерывные) производные вспомогательных переменных, которые добавляются к входным или выходным сигналам регулятора. В этом случае кроме регулятора достаточно ввести в систему дифференцирующий элемент, как правило не требующий усиления по мощности. Стоимость аппаратурной реализации алгоритмов управления на цифровых вычислителях является незначительной частью полной стоимости системы, поэтому основное внимание будет уделено каскадной схеме управления. Использование такой структуры позволяет использовать более систематические методы синтеза одноконтурных систем. В связи с этим ниже из всего класса систем управления со вспомогательными обратными связями будут рассмотрены только схемы каскадного управления (гл. 16). Значительный интерес представляет также применение систем с прямыми связями (гл. 17), в которых кроме обратных связей присутствуют связи по измеримым внешним возмущениям объекта управления. [c.289]

В области адаптивных систем управления основное внимание уделяется методам текущей идентификации в реальном времени. Кроме того, при синтезе регуляторов главным образом используются параметрические модели объектов и возмущений. Такие модели характеризуются конечным числом параметров. Для них разработаны эффективные алгоритмы расчета, требующие относительно небольших затрат вычислительных ресурсов. Эти алгоритмы могут применяться при проектировании систем управления объектами различных типов. [c.352]

Этот принцип является частным случаем принципа разделения. Принцип стохастической эквивалентности теоретически обоснован для решения задачи синтеза управления линейным объектом с известными параметрами по квадратичному критерию качества [25.2]. При этом оценивание переменных состояния производится при наличии возмущений у(к) и п(к) в виде белого шума. Для систем управления со случайно изменяющимися параметрами объекта принцип стохастической эквивалентности справедлив только для случая статистической независимости параметров [25.3], [25.4], [22.14]. Для синтеза стохастического управления с подстройкой параметров принцип стохастической эквивалентности, вообще говоря, неприменим. Однако он часто используется в качестве специального метода проектирования. [c.391]

Сущность имитационного эксперимента по определению исходных данных для расчета экономического эффекта автоматизации состоит в моделировании на ЭВМ как самого объекта управления, так и всех основных возмущений, действующих на объект в реальных условиях его работы, а также системы управления. Имитационное моделирование — это как бы математическая документальная кинокартина протекания производственных процессов в конкретных условиях изучаемо -го предприятия, прокручиваемая ЭВМ в резко ускоренном масштабе времени. Такое моделирование позволяет изучить на ЭВМ в одних и тех же реальных рабочих условиях эффективность старой и (или) новой систем управления и, сопоставив различные получаемые техникоэкономические показатели, оценить их изменение, вызванное внедрением АСУ. [c.65]

Рассмотрим систему управления объектом, возмущенное движение которого описывается дифференциальным уравнением [c.7]

Хотя испытываемая система может воспринимать и большие возмущения в процессе работы, однако некоторое время она может находиться и в установившемся состоянии. Процесс перехода системы к установившемуся состоянию представляет наибольший интерес при проектировании систем управления. Когда система достигает установившегося состояния, ее параметры изменяются очень незначительно относительно своих установившихся значений. Таким образом, если эти установившиеся параметры приняты за начальные при исследовании, основанном на малых отклонениях всех параметров, то исследование дает достаточно точное описание характеристик системы, находящейся в установившемся состоянии. [c.486]

Для разомкнутых систем управление осуществляется по возмущению, т. е. полной амплитудой управляющих сигналов Vm+l, т+з- [c.137]

Применение адаптивных систем управления станком с высокой чувствительностью к изменению усилий в процессе обработки и правки позволило существенно повысить безопасность работы (резко сократить вероятность разрыва кругов из-за нарушения технологии) и стабильность рабочего цикла при существенных возмущениях в процессе обработки, например колебания припуска заготовки, твердости абразивного круга и др. [c.48]

ВОЗМУЩЕНИЯ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ КА [c.176]

При использовании численных методов исследования систем управления КА случайные возмущения представляются в виде случайных величин или детерминированных функций времени ог случайных величин. В каноническом разложении сл>чайная функция является суммой произведений случайных величин н координатных функций, т е [c.177]

При большом разбросе суммарного расхода топлива (тяги) затрудняется управление ракетой вследствие появления дополнительных возмущений, воздействующих на систему управления. [c.98]

Монография состоит из четырех глав. В первой главе приводятся сведения из теории обыкновенных дифференциальных уравнений и теории оптимальных процессов, которые непосредственно используются в дальнейшем, уточняется, что будет пониматься под асимптотическими приближениями к решениям рассматриваемых возмущенных задач, и описывается методика исследования. Во второй главе излагаются алгоритмы асимптотического решения регулярно возмущенных задач оптимального управления, а третья глава посвящена исследованию задач оптимизации сингулярно возмущенных систем. Наконец, в четвертой главе рассмотрены задачи оптимального управления, динамические системы в которых сами по себе не являются возмущенными. В этих задачах малый параметр присутствует при описании класса управляющих воздействий. [c.5]

Для выполнения сформулированных целевых услови11 необходимо синтезировать закон управления и = и (t, х, т) с обратной связью по вектору состояний дг и с самонастройкой параметров т. Этот закон, естественно, не должен зависеть от неизвестных параметров Q и возмущений л Q . Если синтезированный закон управления и алгоритм адаптации обеспечивают достижение цели управления для любых значений и я из класса неопределенности Qj, то реализующую их систему управления РТК будем называть адаптивной в классе Q j. При синтезе и расчете адаптивных законов управления его структура и параметры должны быть выбраны так, чтобы гарантировать выполнение конструктивных ограничений на состояния и управления на всем рассматриваемом интервале движения. [c.65]

Возмущения от температурной деформации элементов конструкции системы. Возмущения от температурной деформации элементов конструкции КА возникают в основном в гравитационно-стабилизированных спутниках, имеющих систему управления угловым положением с выдвижными стержнями. В таких системах сторона стержня, обращенная к Солнцу, нагревается до более высокой температуры, чем противоположная, в результате чего выдвижные стержни изгибаются. Соответственно главные оси инерции спутника отклоня1бтся от направлений, имеющих место при идеально жестких стержнях. Тогда истинное направление прямой, которая должна показывать центр Земли, может отклониться от направления местной вертикали на некоторый угол. [c.22]

Оптимизация статических режимов производится на основе статической математической модели объекта управления. Статическая модель объекта управления выделяется из некоторой единой и всеобъемлющей сложной математической модели реального объекта (см. п. 7.4.2), а общая задача управления подразделяется на более простые частные задачи. Таюй прием называется декомпозицией и оказывается эффективным, а иногда и единственно возможным для решения задачи оптимального управления сложным объектом. Систему управления сложным обгьектом можно представить в виде двухуровневой структуры (рис. 7.42). На нижнем уровне такой иерархической структуры находятся АСР, устраняющие влияние всех возмущений и поддерживающие выходные величины объекта соответствии с управляющими воздействиями U],. .., и , вырабатываемыми управляющим устройством УУ высщего уровня. Синтез АСР производится на основе инерционной модели объекта, отражающей его динамические свойства, а для реализации алгоритма оптимального управления используется статическая модель. В зависимости от решаемой задачи могут использоваться статические (безынерционные) модели различной степени сложности (см. рис. 7.15). Наиболее простой безы- [c.544]

При расчете регуляторов, обсуждавшихся в предшествующих главах, предполагалось, что действующие в системе возмущения являются детерминированными, т. е. представляют собой сигналы определенного типа, которые могут быть описаны аналитически. Однако реальные возмущения, как правило, носят случайный характер, и в явном виде описать их невозможно. Детерминированные сигналы, используемые при проектировании систем управления, могут служить лишь приближенными моделями действительных сигналов. Обычно рассматриваются только модельные сигналы простейшей формы, что дает возможность проводить качественную оценку реакций систем управления и существенно упрощает процедуры их расчета. В то же время синтезированная система оказывается оптимальной только по отношению к определенным модельным сигналам в рамках принятого критерия оптимальности. При всех остальных сигналах система может считаться лишь квазиоптимальной, хотя в большинстве случаев этого бывает вполне достаточно. Если же к качеству управления предъявляются повышенные требования, при синтезе регуляторов следует учитывать не только динамику объектов управления, но и свойства реальных возмущений. Для этого необходимо применять методы теории случайных процессов. [c.240]

Исчерпывающий анализ свойств каскадных систем управления с регуляторами П- и ПИ-типов для непрерывных сигналов содержится в работе [16.2], где показано, что в качестве вспомогательных следует использовать П-регуляторы, а в качестве основных — регуляторы ПИ-типа. Кроме того, при наличии возмущений на входе объекта управления в качестве вспомогательной регулируемой переменной следует выбирать ближайшую к точке приложения возмущения, а при равномерно распределенных возмущениях в объекте его часть Gpu2 должна иметь порядок, примерно равный половине порядка всего объекта. [c.295]

При проектировании систем управления всегда следует стремиться, насколько это возможно, уменьшить влияние измеряемых возмущений с помощью регуляторов с прямой связью, оставляя на долю регуляторов с обратной связью отработку не полностью нейтрализованных возмущений и неизме-ряемых возмущений, приложенных к регулируемой переменной. [c.298]

Всестороннее моделирование и исследование с реальными объектами управления показали, что алгоритмы управления с подстройкой параметров устойчивы при выполнении перечисленных выше условий. Это может быть объяснено эвристически. Предположим, что модель объекта управления неверна, так что полюса замкнутого контура управления сдвинуты к границе устойчивости. При этом амплитуда входного сигнала объекта управления увеличивается. Если предположить, что изменения входного воздействия возбуждают все т собственных движений объекта управления (см. гл. 23.2) и имеют достаточную амплитуду по сравнению с действующим шумом, то идентифицируемая модель уточняется. Вслед за этим также уточняются параметры регулятора и улучшаются характеристики замкнутого контура в целом. Входной сигнал будет обладать требуемыми свойствами, если он содержит т гармоник или его автокорреляционные функции связаны соотношением 0ии(О)> ии(1)>- ->0ии(п1)- Даже если входной сигнал возбуждает все собственные движения объекта управления кратковременно, этого может быть достаточно для улучшения модели объекта управления. Изложенные результаты получены с помощью моделирования и эксперимента и не могут служить общим доказательством устойчивости. Поэтому получение новых условий глобальной устойчивости адаптивных систем управления с подстройкой параметров вносит свой вклад в решение общей проблемы. Обзор материалов по этой тематике дается в работе [25.12]. В следующем разделе приводятся некоторые общие условия для сочетаний РМНК, РОМНК, РММП с регуляторами РМД при случайных возмущениях. Эти условия базируются на анализе рекуррентных методов оценивания параметров. Дальнейшие ссылки делаются на работу [25.20]. [c.407]

Очень эффективен принцип замкнутых систем с глубокой отрицательной обратной связью, особенно, если он сочетается с принципом действия самонастраивающихся систем управления. Такие системы являются адаптивными, т.е. самоприспосабливающимися. Казалось бы, нужны они роботам, работающим в условиях непрерывных внешних возмущений, а причем тут приборы Могут ли приборы самонастраиваться, приспосабливаться к условиям измерений [c.127]

В системах управления с компенсацией возмущения величина возмущения измеряется раньше, чем это возмущение окажет влияние на процесс, и корректирующее воздействие формируется с упреждением. В идеальном случае это корректирующее воздействие полностью компенсирует возмущение, предотвращая тем самым отклонение параметра от требуемого значения. Системы управления с компенсацией возмущения являются дальнейшим развитием систем управления с обратной связью, когда этот идеальньш случай достигается. [c.438]

Большое распространение при исследовании систем управления КА получило представление возмущений в виде случайных величия с нормальным, логарифмически нормальным, равномерным и доугими законами распределения Обычно для плотности нормального распределения, имеющей наибольшее распространение при описании возмущений, воздействующих на систему управления КА, используется выражение [c.176]

Статистические. характеристики возмущений при частотном исследовании систем управления КА описываются с помощью спектральных плотпостеи S, ( ), которые имеют однозначную связь с корреляционными функциями анализируе мых процессов [c.177]

Следует указать и второе важное соображение в пользу применения дискретных систем. Оно следует из того, что снцжаю-щийся в атмосфере аппарат обладает огромной энергией. Поэтому, если на какой-то момент времени на СА подействовало возмущение (или управление), то только спустя некоторое время Дi траектория заметно отойдет от невозмущенной. Одним словом, реально существует какое-то время А1, зависящее от величины действующих возмущений, необходимое для выяснения текущей картины спуска и принятия уверенного решения по управлению. При этом чем проще состав бортовых средств и ниже их чувствительность и быстродействие, тем больше величина дг. [c.403]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...