Системы модального управления.

Модальное управление — это такое управление, когда достигается требуемый характер переходных процессов за счет обеспечения необходимого расположения корней характеристического полинома на комплексной плоскости. При этом задача сводится к определению коэффициентов соответствующих обратных связей по состоянию объекта, а не путем применения корректирующих звеньев в прямой цепи САУ.

Модальное управление относится к корневым методам синтеза линейных САУ, то есть исходя из заданных (желаемых, требуемых) показателей качества управления строится желаемый характеристический полином, то есть определяется местоположение корней характеристического уравнения. (Корни на латыни называются моды, отсюда название регулятора – модальный регулятор).

Рассмотрим математическое описание системы с модальным управлением и синтез модального регулятора (МР) для линейного объекта управления. В общем случае ОУ может иметь несколько входов U₁, U₂ ..., U_m, несколько выходов y₁, у₂, ..., у_r и n переменных состояния х₁, х₂, ..., х_п, число которых равно числу независимых дифференциальных уравнений, описывающих динамику ОУ (рис. 5.1). Объект управления замыкается по совокупности всех х_n, т.е. по вектору состояния (ВС)...

Система управления с подчиненным регулированием координат.

В настоящее время наибольшее распространение получили системы управления с подчиненным регулированием координат.

Рис 2.12. Структурная схема привода с подчиненным регулированием координат

Объект регулирования представлен в виде трех составляющих W₁, W₂, W₃. Каждая из них характеризуется относительно "большой" постоянной времени и выходной координатой, по которой и организована обратная связь.

На схеме регуляторы W_р1, W_р2, W_р3 включены каскадно, причем на входе регулятора каждого из контуров сравниваются сигналы, пропорциональные заданному и действительному значениям выходной координаты данного контура, а выходное напряжение регулятора служит задающим сигналом для последующего контура. Поскольку каждый последующий контур получает задание (подчинен) от предыдущего контура, то системы, построенные по этому принципу, получили название систем подчиненного регулирования.

Система состоит из нескольких вложенных один в другой контуров. Число контуров равно числу регулируемых координат. Регуляторы включены последовательно. Каждый внешний регулятор является задающим по отношению к внутреннему, кроме того, на вход регулятора подается сигнал ОС по регулируемой координате. В этой системе удобно осуществлять настройку регулятора, поскольку каждый контур, начиная с внутреннего, можно рассматривать независимо.

Наблюдающее устройство в системах управления.

Развитие идеи вычисления ряда переменных состояния объекта на базе относительно небольшого числа измеряемых переменных состояния позволяет с использованием известных в автоматическом управлении приемов, таких как введение обратных связей, элементов адаптации или самонастройки, позволяет создавать наблюдающие устройства для управляемых объектов с низкой чувствительностью к вариации их параметров. В настоящее время известны два таких подхода косвенного определения компонент вектора состояния управляемого объекта, недоступных прямому измерению. Они связаны с применением наблюдающих устройств, предложенных Калманом (фильтр Калмана) и Льюинбергером.

При использовании фильтров Калмана детерминированный подход к рассмотрению анализируемой системы автоматического управления заменяется стохастическим.

Областью применения таких наблюдающих устройств являются в основном системы управления сложными электромеханическими устройствами. \