Синтез алгоритмов управления исполнительными системами

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Новая аппаратная база – микро-ЭВМ контроллеры – позволяет реализовать в системах автоматического управления оптимальные законы управления и этим обеспечивает их более высокие статические и динамические показатели.

Типовыми режимами работы электропривода являются разгон, торможение, реверс; стабилизация определенных параметров при сильно изменяющихся внешних воздействиях; слежение, в том числе программное, при наличии внешних воздействий; согласование конечных состояний режимов пуска – торможения с начальными состояниями режимов стабилизации или слежения. Если в электроприводе последовательно реализуются хотя бы два из указанных режимов, то параметры стационарного регулятора с жесткой структурой следует выбирать с учетом обеспечения приемлемого качества процессов в этих режимах.

Наивысшее качество процессов может быть достигнуто в том случае, когда для каждого режима работы электропривода используется регулятор соответствующей структуры, настройка которого зависит от изменяющихся параметров объекта управления и внешних воздействий. При использовании управляющих ЭВМ структура регулятора изменяется простым переходом от одной программы расчета управляющего воздействия к другой. Не представляет труда также изменеие параметров цифрового регулятора, если зависимость параметров объекта получена на этапе синтеза.

Рассмотрим возможные структуры и методы проектирования цифровых регуляторов для каждого режима работы электропривода.

Для режимов стабилизации и слежения при наличии возмущений может быть использован один и тот же типовой алгоритм управления, схема которого изображена на рисунке 6.1. Формирование вектора у в блоке 2 заключается в переходе от абсолютных значений выходных величин преобразователей информации к отклонениям относительно номинальных значений, здесь же вектор у включается значение управляющего воздействия, рассчитанное в блоке 3 на предыдущем такте. Такое расширение вектора измеренных координат позволяет компенсировать запаздывание, обусловленное управляющей ЭВМ. Это запаздывание равно времени выполнения расчетов в блоке 1-4.

Рис 6.1 Схемы алгоритмов управления для режимов стабилизации слежения и согласования состояний.

В блоке 3 рассчитывается приращение u управляющего воздействия относительно номинального управления, обеспечивающего номинальный (или программный) режим стабилизации. Исходными данными для этого являются вектор y измеряемых координат и вектор z, являющийся оценкой неизмеряемых координат состояния. Матричные коэффициенты K и L являются матрицами-строками, если электродвигатель управляется по одному входу (по цепи якоря или по цепи возбуждения), и имеют две строки, если электродвигатель управляется по двум входам. Выбором матриц K и L обеспечиваются заданные свойства собственного движения системы управления электроприводом, а также компенсируются доминирующие возмущающие воздействия. Для расчета матриц K и L используются методы комбинированного, модального и оптимального управления.

В блоке 4 формируется полное управляющее воздействие как сумма номинального и рассчитанного отклонений управления; это полное управляющее воздействие выводится на цифроаналоговый преобразователь.

В блоке 5 вычисляется вектор оценки неизмеряемых координат состояния. Эта оценка используется для расчета управляющего воздействия в следующем такте. Выбором матриц P, G и H можно обеспечить требуемую скорость сходимости оценки, фильтрацию ошибок измерения, экстраполяцию отсчетов, снимаемых с преобразователей информации, а также требуемый порядок астатизма системы.

Одновременно требуется обеспечить выполнение некоторых соотношений координат вектора состояния (фазовых координат) x вида φ(x) = 0, определяющих, например, условия постоянства частоты вращения двигателя, мощности т. п. В пространстве состояний рассматриваемое уравнение задает некоторое многообразие, в частности поверхность, отклонение от которого характеризуется ошибкой.

Е = f(x);

Аналитическое выражение для составляющей V(x) может быть получено из условия e = 0. Матрица K1 обеспечивает желаемое качество отработки ошибки и выбирается с помощью математического обеспечения, используемого при синтезе регуляторов стабилизации или слежения.

На основании сказанного блок-схема алгоритма управления согласованием конечного и начального состояний режимов разгона и стабилизации имеет вид, изображенный на рисунке 6.1, б. В блоке 1 опрашиваются преобразователи информации и в ЭВМ вводятся координаты вектора состояния x электропривода. Если число преобразователей информации меньше числа координат вектора состояния и если выход преобразователей сильно зашумлен, то после блока 1 необходимо выполнить блок оценки координат вектора состояния. В рассматриваемом алгоритме предполагается, что все координаты вектора состояния измеряются с допустимой ошибкой. В блоке 2 вычисляется ошибка e, характеризующая отклонение изображающей точки от заданного многообразия. В блоке 3 вычисляется основная составляющая управляющего воздействия V(x), обеспечивающая движение по заданному многообразию.

Начало функции попадает под действие уровни Ethernet с процедурами доступа к сети в управлении доступом сети в среде MAC. Уровни выше TCP/IP заменены на протокол POWERLIN.

Лекция 9

Структура сети

В 1984 году Международной Организацией по Стандартизации (International Standard Organization, ISO) была разработана модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI). Модель представляет собой международный стандарт для проектирования сетевых коммуникаций и предполагает уровневый подход к построению сетей. Каждый уровень модели обслуживает различные этапы процесса взаимодействия. Посредством деления на уровни сетевая модель OSI упрощает совместную работу оборудования и программного обеспечения. Модель OSI разделяет сетевые функции на семь уровней: прикладной, уровень представления, сессионный, транспортный, сетевой, канальный и физический.

Ниже дается краткая характеристика уровней модели:

Физический уровень (Physical layer) определяет способ физического соединения компьютеров в сети. Функциями средств, относящихся к данному уровню, являются побитовое преобразование цифровых данных в сигналы, передаваемые по физической среде (например, по кабелю), а также собственно передача сигналов.

Канальный уровень(Data Link layer) отвечает за организацию передачи данных между абонентами через физический уровень, поэтому на данном уровне предусмотрены средства адресации, позволяющие однозначно идентифицировать отправителя и получателя во всем множестве абонентов, подключенных к обще линии связи. В функции данного уровня также входит упорядочивание передачи с целью параллельного использования одной линии связи несколькими парами абонентов. Кроме того, средства канального уровня обеспечивают проверку ошибок, которые могут возникать при передаче данных физическим уровнем.

Сетевой уровень(Network layer) обеспечивает доставку данных между компьютерами сети, представляющей собой объединение различных физических сетей. Данный уровень предполагает наличие средств логической адресации, позволяющих однозначно идентифицировать компьютер в объединенной сети. Одной из главных функций, выполняемых средствами данного уровня, является целенаправленная передача данных конкретному получателю.

Транспортный уровень(Transport layer) реализует передачу данных между двумя программами, функционирующими на разных компьютерах, обеспечивая при этом отсутствие потерь и дублирования информации, которые могут возникать в результате ошибок передачи нижних уровней. В случае, если данные, передаваемые через транспортный уровень, подвергаются фрагментации, то средства данного уровня гарантируют сборку фрагментов в правильном порядке.

Сессионный (или сеансовый) уровень (Session layer) позволяет двум программам поддерживать продолжительное взаимодействие по сети, называемое сессией (session) или сеансом. Этот уровень управляет установлением сеанса, обменом информацией и завершением сеанса. Он также отвечает за идентификацию, позволяя тем самым только определенным абонентам принимать участие в сеансе, и обеспечивает работу служб безопасности с целью упорядочивания доступа к информации сессии.

Уровень представления(Presentation layer) осуществляет промежуточное преобразование данных исходящего сообщения в общий формат, который предусмотрен средствами нижних уровней, а также обратное преобразование входящих данных из общего формата в формат, понятный получающей программе.

Прикладной уровень (Application layer) предоставляет высокоуровневые функции сетевого взаимодействия, такие, как передача файлов, отправка сообщений по электронной почте и т.п.

Лекция 10

Ethernet Powerlink полностью основан на стандарте Fast Ethernet.

Встроенные средства автоматизации на базе PC для высокопроизводительных установок.

Лекция 11

Программа Ю8У8 является глобальной онлайновой базой производственных данных и содержит все текущие технологические значения. 108У8 поддерживает хранение данных, распределение данных, и организацию данных для всей системы АРП01.

Различные программы / клиенты (например, драйверы контроллера) снабжают Ю8У8 технологическими значениями. Эти технологические значения затем используются другими программами / клиентами (например. На станции оператора).

На общую производительность эта технология никак не влияет, онако будет полезна при изменении параметров автоматизации. Когда произойдет изменение параметров мы сможем перейти к новой технологии не теряя в скорости и качетсве.

Лекция 13

Промышленная сеть Ethernet

Станция работы APROL отвечает за осмысленную оценку а также за качественное изменение опций процесса. После того как программа оценила состояние системы и вероятности поломок она приступает к оптимизации измененных свойств.

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 27; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!