Генетичний алгоритм переходу з високого на дробовий порядок регуляторів двомасової позиційної електромеханічної системи

Анотація

В статті запропоновано новий оригінальний підхід до синтезу контурів систем автоматичного керування двомасових позиційних електромеханічних систем на основі застосування узагальненого характеристичного поліному на першому етапі та інтелектуального методу оптимізації на другому. Підіймальний механізм пожежного автопідіймача на практиці є складним об’єктом керування. Недосконалість виготовлення механічних компонентів та їх з'єднань, пружні деформації стріли під час роботи та подачі вогнегасної речовини викликають коливання люльки. Використання системи автоматичного керування дає можливість демпфувати пружні коливання стріли. Синтезована система автоматичного керування, яка керує рухом стріли, повинна відповідати таким вимогам: необхідній швидкодії, статичній та динамічній точності переміщення люльки, відсутності значних перерегулювань у перехідних режимах тощо. Для виконання цих вимог проведено аналіз різних систем автоматичного керування та методів їх синтезу. В результаті аналізу за допомогою методу узагальненого характеристичного поліному створено двомасову позиційну триконтурну систему підпорядкованого керування механізмом повороту люльки з урахуванням пружних властивостей стріли із люлькою. Синтезована система підпорядкованого керування дозволяє демпфувати пружні коливання, забезпечуючи бажані перехідні процеси механізму повороту люльки та низьку чутливість у сталому режимі до дії збурень. Одержані в процесі синтезу передавальні функції регуляторів кутових швидкостей двигуна і люльки мають високий порядок і виявилися досить складними з точки зору практичної реалізації. Пропонується замінити ці регулятори більш компактними регуляторами дробового порядку. Проведені дослідження за допомогою математичного моделювання підтвердили ефективність заміни регуляторів високого порядку кутової швидкості двигуна та люльки на регулятори дробового порядку, передавальні функції яких визначаються шляхом апроксимації передавальних функцій регуляторів за допомогою генетичного алгоритму