Параметрическая идентификация модели электрогидравлического рулевого привода методами теории чувствительности

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВОЕНМЕХ"

им.  Д. Ф.  УСТИНОВА

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по учебной дисциплине Системы управления летательными аппаратами

на тему Параметрическая идентификация модели электрогидравлического рулевого привода методами теории чувствительности

студента  Поповича Алексея Владимировича                                                                       

Фамилия,               Имя,            Отчество        студента группы И391

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1    История развития теории чувствительности. 4

1.1    Методы теории чувствительности. 5

1.2    Общие положения теории чувствительности. 7

2    Модель рулевого привода. 10

3    Программная реализация математической модели чувствительности электрогидравлического рулевого привода. 14

4    Численный расчет при различных тестовых входных сигналах. 16

5    Решение задачи идентификации методами теории чувствительности. 20

6    Идентификация параметрических возмущений при различных входных сигналах. 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 41

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 42

ВВЕДЕНИЕ

Зародившись еще во второй половине XX века, теория чувствительности до сих пор представляет особый интерес для науки. Теория чувствительности с успехом взята на вооружение специалистами в области надежности, контроля, диагностики и испытаний объектов и систем управления. Необходимость изучения свойств оператора и его влияния на качество работы системы вызывается постоянным усложнением объектов автоматизации и непрерывным повышением требований к точностным и надежностным характеристикам системы.

Исследование систем дифференциальных уравнений и использование в этой области теории чувствительности поставило перед учеными различные задачи, включающие в себя такие, например, как: анализ точности, или, другими словами, определение изменения выходного параметра при известном изменении параметров системы (прямая задача), а также обратная задача, то есть, определение изменения параметров системы при известной реакции системы на изменение этих параметров. Вторая задача, иными словами, называется задачей идентификации.

Идентификация играет особую роль в науке, так как, с физической точки зрения не может иметь решения. Однако применение в этой области теории чувствительности показывает, что решение имеется.

В данном курсовом проекте будет рассмотрен рулевой привод, составлена для него функция чувствительности, будет получена матрица чувствительности и проведена идентификация параметрических возмущений при различных входных сигналах.

1  История развития теории чувствительности

Теория чувствительности как самостоятельное научное направление в кибернетике и теории управления начало формироваться в конце пятидесятых и начале шестидесятых годов прошлого столетия. На ее развитие определенное влияние оказали работы ленинградских ученых в области теории автоматического управления Розенвассера Е.Н. и Юсупова Р.М.

Способствовал развитию теории чувствительности возросший в те годы интерес к разработке алгоритмов оценки влияния изменения параметров систем управления на характер их функционирования. Математическая модель любой системы управления характеризуется структурой и основными переменными состояния. Однако кроме них имеется и некоторая совокупность вспомогательных независимых величин. Эти величины называются параметрами. Они могут представлять собой некоторые технические характеристики системы, условия окружающей среды, например, температура воздуха, влажность, или условия эксплуатации. В процессе функционирования системы управления эти параметры могут случайным образом изменять свое значение, что неминуемо приведет к изменению выходных параметров системы и изменению качества управляемого процесса.

В процессе эксплуатации системы управления на всех этапах ее жизненного цикла значения параметров системы отличаются от их расчетных значений. Свойство систем изменять свои характеристики при изменении параметров принято называть их чувствительность. Совокупность принципов и методов исследования чувствительности формирует общую теорию чувствительности. Раздел теории чувствительности, связанный с изучением влияния изменения параметров на характеристики системы, принято называть теорией параметрической чувствительности.

В любом случае, исследователей и проектировщиков интересует степень влияния изменения параметров на качество работы системы [1].

1.1    Методы теории чувствительности

Основой различных методов теории чувствительности является использование так называемых функций чувствительности [2], представляющих из себя градиенты показателей качества системы по некоторым совокупностям параметров, характеризующих как саму систему, так и внешнюю среду. Поэтому в теории чувствительности важное место занимают различные способы математического и экспериментального нахождения функций чувствительности для типовых классов систем.