Расчет одноканальной адаптивной системы. Модификации математической модели объекта управления. Синтез адаптивной системы полного порядка, страница 6

В рассмотренных классах систем прямого адаптивного управления для реализации регулятора и адаптора требуется текущая информация о координатах состояния или производных выходной переменной. Эта информация может быть получена с помощью наблюдателя в виде асимптотического идентификатора или ФОП. Введение дополнительного динамического звена в обратную связь увеличивает порядок замкнутой системы, кроме того, оно влияет на качество выходных процессов. Особенно это проявляется  при ненулевых значениях  начальных координатных или параметрических рассогласований. Обладая широкой полосой пропускания, наблюдатели и ФОП ухудшают помехозащищенность систем управления.

Синтез систем, выполненный на основе градиентных процедур и второго метода Ляпунова, предполагает квазистационарность характеристик объекта управления. Как следствие, отсутствуют условия выбора коэффициентов передачи адапторов. Кроме того, идеализация свойств объекта ограничивает возможности адаптивных регуляторов в парировании быстроменяющихся возмущений, если в системе присутствует устройство оценивания координат состояния или производных выходной переменной.

Изменение параметров объекта управления может привести к увеличению амплитуды коэффициентов регулятора не только в переходном, но и в установившемся процессах. Ограничить значения настраиваемых коэффициентов регулятора можно введением нелинейных элементов, например, реле с зоной нечувствительности или усилителя с ограничением.

В системах с вектором скорости (или старшей производной выходной переменной) в алгоритме адаптации темп изменения возмущений учитывается в процессе синтеза системы, а именно при определении значений коэффициентов передачи адаптора. Введение нелинейного звена с релейной характеристикой в адаптор позволяет добиться дополнительных «форсирующих» свойств в контуре настройки коэффициента при ненулевых начальных условиях.  Использование вектора первых производных координат состояния позволило получить качественно новые свойства систем данного класса.   Желаемое качество выходных процессов  обеспечивается при нулевых начальных условиях. Система сохраняет устойчивость независимо от возмущений из заданной ограниченной области. Для успешного парирования возмущений темп изменения коэффициентов регулятора должен быть выше темпа возмущений. Поэтому эти алгоритмы адаптации, в отличие от тех, которые рассмотрены в разделе 3, можно назвать быстрыми.  Другой особенностью данного подхода к синтезу является возможность понижения порядка системы за счет уменьшения числа контуров настройки, что показано на примере одноканальных адаптивных систем.  Целесообразность использования этого вида адаптивных систем обусловлена жесткими требованиями к динамическим свойствам систем при существенной нестационарности характеристик объектов управления.

Качество работы всех рассмотренных систем в большей степени зависит от амплитуды и в меньшей степени – от частоты параметрических возмущений, если их можно описать гармоническими функциями. Настройка параметров системы осуществляется на наихудший случай. Для уменьшения перерегулирования следует изменять коэффициенты блока желаемой динамики (эталонной модели), относительно рассчитанных значений. Увеличением коэффициентов передачи адаптора можно повысить  быстродействие системы.