CC BY
31
модели при действии любого возмущения можно построить модель температурного поля всей камеры в статическом режиме. По этому температурному полю можно рассчитать расходы топлива на каждом участке, компенсирующие отклонение температуры от заданной.
Сложным остается вопрос о стабилизации температуры на каждом участке из-за многосвязности объекта, переменности его коэффициентов, многочисленности возмущений и т.д.
В этом случае следует сделать попытку применить теорию аналитического конструирования регуляторов с неполной информацией и векторе состояния, применив наблюдателя на основе полученной модели.
Можно пойти традиционным путем конструирования локальных регуляторов. Для этого модель может быть легко преобразована для получения сравнительно точных передаточных функций, учитывающих распределенность параметров сушильной камеры, путем объединения малых постоянных времени в эквивалентное запаздывание.
Сложность построения системы стабилизации температуры всей камеры обусловлено тем, что изменение температуры на одном из участков приведет к изменениям температуры и на других участках. А это в свою очередь отразится на математических моделях этих участков. Таким образом, стабилизация должна осуществляться посредством системы управления с подстраиваемой моделью.
Для такой системы необходимо оперативное выполнение всех стадий управления: получение и обработка информации, расчеты законов управления, формирование алгоритмов и т.д.
В работе поставлена и решена задача разработки законов оптимального управления на основе разделения движений. Синтез системы стабилизации выполнен по методу аналитического конструирования регуляторов в постановке оптимальной стабилизации состояний системы. Метод синтеза отвечает требованиям, предъявляемым к динамическому режиму камеры: обеспечить минимум отклонений переменных состояний с ограничением на управление, т.е. с минимальным расходом топлива (газа).
АДАПТИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР С ПЕРЕМЕННЫМ ПЕРИОДОМ ДИСКРЕТНОСТИ
B.C. ЗАКИРНИЧНЫЙ, д. т. н., профессор, Санкт-Петербургская Государственная Лесотехническая академия,
C.М. МОЛОКОВСКИЙ, магистр,
Д.В. МАУРЕР, магистр
Датчики технологических параметров далеко не всегда отвечают требованиям, предъявляемым к «чистоте» контролируемого параметра, т.е. выходной сигнал датчика технологического параметра часто зашумлен паразитными сигналами, чаще всего имеющими случайный характер.
Поэтому, чтобы система (или объект) функционировали с заданными показателями качества, регулирующее устрой-
ство наряду с качественной реализацией алгоритма управления должно еще и эффективно фильтровать (или сглаживать) накладываемый на полезный сигнал помехи, как правило, имеющий случайный характер.
Для этих целей чаще всего используются релейные или релейно-импульсные регулирующие устройства, в том числе реализующие типовые законы управления.
Но зона нечувствительности релейного элемента определяет статическую ошибку и, чтобы ее избежать, не прибегая к повышению астатизма исполнительной части системы (или, если это возможно, самого объекта), необходимо спроектировать ре-лейно-импульсную часть регулятора по схеме функционального частотно-импульсного преобразователя (ЧИМ II рода с час-тотно-зависимой коррекцией), охваченного функциональной обратной связью.
Способ преобразования входных сигналов функциональным частотноимпульсным преобразователем аналогичен природе передачи информации по нейронным волокнам у живых организмов, которые отличаются высокой помехозащищенностью.
Эквивалентную структурную схему ФЧИП можно определить следующим образом: входной сигнал (сигнал рассогласования или ошибки) поступает на вход времязадающего фильтра (ВЗФ) (интегратор, инерционное звено и т.д.), последовательно соединенного с пороговым устройством, которое, в свою очередь, последовательно соединено с формирующим устройством. Отличительная особенность ВЗФ состоит в том, что как только его выходная величина достигнет порогового уровня, происходит сброс ВЗФ в нулевое состояние, а формирующее устройство выдает управляющие импульсы, частота следования и мощность (произведение амплитуды на длительность) которых зависит либо от абсолютной величины входного сигнала, либо от скорости изменения входного сигнала (выходная величина ВЗФ).
Такая структура ФЧИП обладает переменными параметрами и, в зависимости, от величины рассогласования (ошибки) формирует переменный коэффициент передачи, обладая тем самым свойством самонастройки. Сфера применения ФЧИ преобразователей в системах управления (в том числе в лесном комплексе) достаточно
широкая: в приводах лущильных станков, где используются двигатели постоянного тока с терристорными преобразователями, в следящих приводах роботов-манипу-ляторов автоматизированные склады, погрузочно-разгрузочные работы и т.д., которые используют вентильные исполнительные двигатели с терристорными преобразователями или в приводах с шаговыми двигателями, или в релейно-импульс-ных регуляторах, реализущих (в том числе) типовые законы управления и, в отличие от релейных, не имеющие зоны нечувствительности, и во многих других технических решениях.
ФЧИП - устройство сугубо нелинейное, формирующее последовательность управляющих импульсов. Поэтому использование их в контурах управления при определенных условиях вызывает периодические режимы. Иногда такие периодические режимы целесообразны, особенно в приводах для уменьшения трения в месте соединения вала исполнительного двигателя и нагрузки на валу.
Если автоколебательные режимы недопустимы и требуется вполне определенное качество переходных режимов, то в этом случае система требует коррекции, которая может быть параметрической или структурной. Эта задача решается в процессе аналитического синтеза на заданные показатели качества установившегося и переходного режимов. Задачу синтеза предлагается решать частотным методом на основе метода гармонического баланса с использованием метода гармонической линеаризации по логарифмическим расширенным частотным характеристикам с последующим построением диаграмм качества.
Поставленную задачу можно решать и программно на ЭВМ. Для этого составлены на языке ФОРТРАН IV программы вычислений корректирующих зависимостей и расчет переходных процессов.
