Аналітичне конструювання квазіоптимального регулятора для електропривода подачі подрібнювача соломи із використанням концепції методу Пірсона

Анотація

Використання систем керування подачею соломи в подрібнювач за допомогою перетворювачів частоти дозволяє забезпечити стабільність навантаження основного двигуна подрібнювача, забезпечити якісне подрібнення компонентів. У той же час особливістю системи керування є суттєва несиметричність вихідної характеристики регулятора, що в достатній мірі ускладнює процедуру синтезу регулятора. Існуючі регулятори часто не забезпечують можливості регулювання завантаження в широкому діапазоні і потребують переналагодження при зміні параметрів роботи.

Актуальною задачею є здійснення процедури синтезу алгоритму управління, що забезпечує близький до оптимального характер стабілізації завантаження основного електроприводу подрібнювача соломи..

Метою роботи є вирішення задачі аналітичного конструювання квазіоптимального регулятора подачі  при наявності суттєвої несиметричної нелінійності в контурі управління.

Для вирішення задачі синтезу регулятора подачі використовувався метод динамічного програмування для лінеаризованих систем і квадратичного функціоналу якості. Для лінеаризації нелінійностей використовувався метод «миттєвої лінеаризаціїґ», при якому нелінійна залежність замінювалась лінійною, в якій коефіцієнт лінеаризації є функцією керування. Перехід віз лінійної функції керування до адаптивної здійснювався за допомогою методу Пірсона.

Використання концепції методу Пірсона дозволило вихідну нелінійну задачу синтезу замінити лінійною, що вирішується в кожному циклі роботи програмованого логічного контролера. Застосування функціоналу якості, що мінімізується, запропонованого О. А. Красовським, дозволило істотно спростити процедуру знаходження коефіцієнтів оптимального регулятора. При дослідженні динамічних характеристик методом цифрового моделювання проведено порівняння роботи синтезованого регулятора із лінійним, визначені переваги запропонованого підходу. Сформульовані перспективи подальшого розвитку оптимальних систем керування та вказані особливості практичної реалізації алгоритму управління.

Так, використання синтезованого регулятора дало можливість підвищити якість керування навантаження приводу, запропонований підхід може бути використаний для електромеханічних систем, в яких керування навантаженням приводу здійснюється від програмованих логічних контролерів.

Ключові слова: стабілізація навантаження; метод Пірсона; функція Беллмана; оптимальне управління; електропривод подачі