Уравнение основного контура можно получить методом эталонного уравнения. Полагаем, что желаемая динамика системы описывается дифференциальным уравнением вида:
(4.17)
где
– задающее входное воздействие. Уравнение
(4.17) получено согласно заданным показателям качества переходных процессов и
описывает эталонную модель. В процессе синтеза адаптивного регулятора полного
порядка используем уравнение объекта (4.9), разрешенное относительно старшей
производной
. (4.18)
Согласно
выбранному методу приравниваются правые части (4.17), (4.18), полученное
уравнение разрешается относительно управляющей переменной, после чего
выполняется замена неизвестных коэффициентов, также функции соответствующими коэффициентами
регулятора:
, (4.19)
здесь
- настраиваемые коэффициенты, i={0,
1,…,n-1}.
Пусть коэффициенты регулятора образуют вектор , dimk =(n+2)x1, тогда алгоритм адаптации на основе метода старшей
производной, как частного случая метода вектора скорости, запишется в виде
(4.20
А)
(4.20
В)
где
– матрица коэффициентов передачи,
;
– вспомогательные
вектор-функции. Для сходимости процессов в
системе (4.9), (4.19), (4.20А) элементы вектор-функции
определяются
следующим образом:
(4.21)
где
Таким образом, адаптивный регулятор описывается уравнениями:
(4.22)
Согласно
(4.21) элементы вектор-функции
имеют следующий вид:
Для реализации синтезированного закона управления (4.22) требуется информация о производных выходной переменной, оценку которых можно получить с помощью линейной малоинерционной динамической системы. Обычно такая системам называется либо дифференцирую оценки производных (ФОП). Дифференциальное уравнение ФОП имеет вид:
Представим описание системы в переменных состояниях. В
качестве переменных состояния объекта выбираются выходная переменная и ее производные до
включительно
Переменные состояния ФОП выберем следующим образом:
,
при этом модель ФОП в переменных состояниях имеет вид:
С учетом фильтра оценки производных адаптивная система стабилизации описывается следующей системой уравнений:
(4.23)
Как видно из системы (2.25) порядок адаптивной
системы равен где
-
порядок адаптивного регулятора,
, его значение
зависит от количества неизвестных параметров и присутствия внешнего возмущения
в объекте управления.
4.2.3 Синтез адаптивной системы пониженного порядка
Сначала рассмотрим расчет адаптивной системы для объекта с модифицированной моделью 1-го вида (4.13).
здесь , причем
равны
либо расчетным номинальным значениям, либо априори известным верхним оценкам
соответствующих коэффициентов. Таким образом, требуется парирование только
аддитивного возмущения
.
Следуя изложенной в п.4.2.2 последовательности расчета, закон управления в системе с одним контуром адаптации имеет вид:
, (4.24)
алгоритм сигнальной настройки:
. (4.25)
Представим данную систему в переменных состояниях, используя те же обозначения что и в пункте 4.2.2:
(4.26)
Уравнения (4.26) описывают
систему пониженного порядка с сигнальной адаптацией. Как видно из (4.26),
порядок адаптивной системы с одним контуром адаптации равен Структурная схема адаптивной системы
пониженного порядка представлена на рисунке 4.10. Нетрудно видеть, что система
с сигнальной адаптацией (4.26) может быть также отнесена к классу робастных
систем с астатическим регулятором (астатический регулятор со старшей
производной). Таким образом, приведение модели линейного нестационарного
объекта к виду (4.13) позволяет свести задачу синтеза адаптивного регулятора к
задаче синтеза астатического регулятора со старшей производной.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.