 |
7 Адаптивные системы АЭП. 7.1 Беспоисковые адаптивные АЭП. 7.1.1 Системы с внутренними обратными связями. 7.1.2 Системы с эталонными моделями
|
|
|
|
7 Адаптивные системы АЭП
Объект регулирования в процессе работы меняет свои параметры. Это вызвано нелинейностью характеристик самих объектов, действием возмущений (изменением температуры, напряжения сети, времени, момента нагрузки) и временным старением. Поэтому любая настройка является оптимальной лишь в расчетной точке. Во всех остальных случаях настройка системы отличается от оптимальной. Если изменения параметров небольшие (20-30)%, то это не приводит к существенным изменениям качества и с этим приходится мириться. Если изменения существенные (настройка контура тока в АВК, ТП-ДПТ при переходе из режима непрерывного тока в режим прерывистых токов), приходиться изменять параметры регуляторов, либо структуру регулирования для сохранения оптимальной настройки. Системы, в которых реализуется такая функция, называются адаптивными.
Обобщенная структурная схема адаптивного АЭП представлена на рисунке 7. 1, где приняты обозначения: БАУ – блок адаптивного управления; БОИ – блок обработки информации; БППР – блок перестройки параметров регулятора.
БАУ = БОИ + БППР
|
Рисунок 7. 1 |
Основные задачи, решаемые адаптивными системами АЭП
1) При произвольном изменении параметров объекта необходимо так изменять параметры регулятора, чтобы сохранялась оптимальная настройка системы (в этом случае предполагают, что система была оптимизирована, и эта настройка сохранилась бы). Эта задача решается в беспоисковых адаптивных системах.
2) При начальном отсутствии информации о параметрах объекта и воздействие на систему необходимо производить поиск оптимальных режимов работы. Эта задача решается в поисковых адаптивных системах АЭП.
|
|
|
7. 1 Беспоисковые адаптивные АЭП
Беспоисковые адаптивные системы решают первую задачу сохранения оптимальности настройки системы.
7. 1. 1 Системы с внутренними обратными связями
Система АЭП с внутренними обратными связями тех элементов, параметры которых меняются (см. рисунок 7. 2). На рисунке 7. 2 приняты обозначения: ВОС – внутренняя обратная связь; ГОС – главная обратная связь.
|
Рисунок 7. 2 |
Обязательным условием работоспособности этой системы является более высокое быстродействие контура внутренней обратной связи по отношению контуру главной обратной связи.
Пример такой системы – система с внутренним контуром напряжения в тиристорном ЭП постоянного тока, с помощью которого линеаризуется характеристика тиристорного преобразователя.
7. 1. 2 Системы с эталонными моделями
Эталонные модели в явном или в неявном видах присутствуют во всех адаптивных системах. В качестве эталонных моделей могут быть использованы модели звена, разомкнутой системы, замкнутой системы. Системы, в которых модели присутствуют в явном виде, называются системами с эталонными моделями. Их структуры представлены на рисунке 7. 3а, б, где приняты обозначения: Wм – модель замкнутой системы; Wк – корректирующее звено.
|
а) б) Рисунок 7. 3 |
Вариант б) – случай адаптивной системы с сигнальной самонастройкой. В случае, когда параметры объекта являются расчетными, фактические и желаемые сигналы будут совпадать, и поэтому сигнал с корректирующего звена равен нулю. При изменении параметров в объекте фактический сигнал будет отличаться от желаемого, что будет приводить к формированию сигнала на выходе корректирующего звена, который, алгебраически суммируясь с сигналом регулятора, формирует такое воздействие на объект, при котором фактический сигнал будет приближаться к желаемому.
|
|
|
– передаточная функция замкнутой адаптивной системы.
y = [(х-y)Wp + (yм -y)Wк] W0;
yм = XWм;
y= хWpW0 –yWpW0 + xWмWкW0 – yWкW0;
y(1+WpW0 +WкW0) = х(WpW0 +WмWкW0);
,
Wк = Кк ® ¥.
Передаточная функция такой замкнутой системы независимо от изменения параметров объекта стремится к передаточной функции модели, поэтому переходные процессы по управляющему воздействию Х будут оптимальными и стабилизированными, т. е. не будут изменяться при изменении параметров объекта. Такую сигнальную настройку применяют в системах АВК для сохранения оптимальной настройки в контуре тока при изменении скорости.
Достоинство – простая техническая реализация (пассивный фильтр с операционным усилителем).
Недостатки:
- применяется только для небольших изменений параметров в объекте (20-30-40)%;
- такие системы обеспечивают оптимальность настройки только по задающему сигналу, по возмущающему воздействию система оптимальность не обеспечивает.
|
|
|
