Решение проблемы сигнальной неопределенности при аналитическом конструировании последовательного компенсатора в задаче управления пьезоприводом
| Jazyk: | ruština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2016 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. |
| ISSN: | 2226-1494 |
| Popis: | Предмет исследования. Представлены результаты исследования проблемы сигнальной неопределенности. Проблема естественным образом встает перед разработчиками следящих систем при аналитическом конструировании последовательных компенсаторов, доставляющих следящим системам требуемые показатели качества. Метод. Задача решена на основе использования инженерного подхода Бесекерского, сформулированного им в 1958 году. Это позволило снизить требования к сигнальному составу задающих воздействий следящих систем путем использования только двух их количественных характеристик максимальных скорости и ускорения. Информация о максимальных скорости и ускорении задающего воздействия позволяет ввести в рассмотрение эквивалентное гармоническое воздействие с вычисляемыми амплитудой и частотой. В сочетании с требованиями к максимальной ошибке слежения амплитуда и частота эквивалентного гармонического воздействия позволяют оценить аналитически значения амплитудной характеристики системы по ошибке с последующим пересчетом ее к амплитудной характеристике передаточной функции разомкнутой системы. Если ранее подход Бесекерского в основном использовался применительно к аппарату логарифмических характеристик, авторами этот подход используется для аналитического конструирования последовательных компенсаторов. Основные результаты. Предложенный прием использован для конструирования аналитического представления полиномиальных динамических моделей «вход-выход» и «ошибкавыход» проектируемой системы. Желаемая модель проектируемой системы в форме аналитического представления передаточной функции «ошибка-выход» положена в основу аналитического конструирования последовательного компенсатора, доставляющего проектируемой системе желаемую структуру мод ее матрицы состояния и, как следствие, необходимый набор динамических показателей. Предложенная процедура аналитического конструирования последовательного компенсатора на основе инженерного подхода Бесекерского в условиях сигнальной неопределенности проиллюстрирована примером. Практическая значимость. Полученные теоретические результаты использованы в задаче разработки системы точного позиционирования с пьезоэлектрическим исполнительным устройством. Авторы полагают, что полученная в работе процедура аналитического синтеза последовательного компенсатора может быть также использована для проектирования следящих приводов произвольного назначения. Subject of Research. We present research results for the signal uncertainty problem that naturally arises for the developers of servomechanisms, including analytical design of serial compensators, delivering the required quality indexes for servomechanisms. Method. The problem was solved with the use of Besekerskiy engineering approach, formulated in 1958. This gave the possibility to reduce requirements for input signal composition of servomechanisms by using only two of their quantitative characteristics, such as maximum speed and acceleration. Information about input signal maximum speed and acceleration allows entering into consideration the equivalent harmonic input signal with calculated amplitude and frequency. In combination with requirements for maximum tracking error, the amplitude and frequency of the equivalent harmonic effects make it possible to estimate analytically the value of the amplitude characteristics of the system by error and then convert it to amplitude characteristic of open-loop system transfer function. While previously Besekerskiy approach was mainly used in relation to the apparatus of logarithmic characteristics, we use this approach for analytical synthesis of consecutive compensators. Main Results. Proposed technique is used to create analytical representation of "input-output" and "error-output" polynomial dynamic models of the designed system. In turn, the desired model of the designed system in the "error-output" form of analytical representation of transfer functions is the basis for the design of consecutive compensator, that delivers the desired placement of state matrix eigenvalues and, consequently, the necessary set of dynamic indexes for the designed system. The given procedure of consecutive compensator analytical design on the basis of Besekerskiy engineering approach under conditions of signal uncertainty is illustrated by an example. Practical Relevance. The obtained theoretical results are used in the task of developing precise positioning systems with piezoelectric actuation mechanism. Proposed procedure for analytical synthesis of consecutive compensator is also believed to be usable for design of servo mechanisms of arbitrary application. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|
