Электроприводы с адаптивным управлением

Работа некоторых рабочих машин и производственных механизмов характеризуется изменением в широких пределах и случайным образом условий технологических процессов и различных действующих на них возмущающих воздействий. Для обеспечения наилучшего хода таких технологических процессов электропривод должен обладать свойствами изменять соответствующим образом характер своей работы.

Электропривод, в котором способ функционирования его системы управления автоматически и целенаправленным образом изменяется для осуществления наилучшего протекания технологического процесса рабочей машины, называется электроприводом с адаптивным или самоприспосабливающимся управлением. Другими словами, электропривод с адаптивным управлением обеспечивает наилучший ход технологического процесса по заданному показателю качества при изменяющихся возмущениях и условиях работы.

Автоматическое изменение способа функционнирования  системы управлении электропривода называют адаптацией или самоприспособлением.

Электропривод с адаптивным управлением, в котором целенаправленно изменяются параметры системы управления, называется самонастраивающимся. Если изменяются параметры и структура системы управления, то электропривод называется самоорганизющимся, если изменяются параметры, структура и закон управления с использованием опыта функционирования электропривода, то он называется самообучающимся.

Для осуществления адаптивного управления в структуру ЭП вводится устройство адаптивного управления (УАУ), в задачу которого входит формирование сигналов управления, обеспечивающих заданный показатель качества технологических процессов, например наивысшей производительности рабочей машины, минимальной стоимости обрабатываемой детали и т.д.

В общем случае УАУ должно обеспечивать или поддержание этого показателя качества на заданном уровне (системы стабилизации), или получение экстремального его значения (экстремальные системы).

Системы стабилизации чаще всего выполняются с использованием модели технологического процесса. Целью их работы является обеспечение близости характеристик реального технологического процесса и целесообразного (оптимального) процесса, который воспроизводится с помощью модели этого технологического процесса.

В экстремальных адаптивных системах настройка параметров системы управления осуществляется так, чтобы заданный показатель качества технологического процесса достигал экстремального значения.

По способу получения информации о текущем значении показателя качества экстремальные системы делятся на поисковые и беспоисковые. В поисковых системах нахождение показателя качества достигается за счет введения в систему дополнительных поисковых сигналов. В беспоисковых (аналитических) системах этот показатель рассчитывается аналитически с помощью специального вычислительного устройства.

Поисковые системы по способу поиска, в свою очередь, делятся на системы с автоколебательным и принудительным поиском экстремума. Если поисковые сигналы генерируются самой системой, то она относится к экстремальным системам с автоколебательным поиском экстремума. При использовании специального дополнительного источника поисковых сигналов экстремальная система относится к системам с принудительным поиском экстремума.

По количеству переменных, от которым зависит показатель качества, экстремальные системы делятся на одномерные и многомерные. Классификация экстремальных систем выполняется также по виду методов поиска алгоритма нахождения экстремума, среди которых применение нашли методы Гаусса — Зайделя, градиента, наискорейшего спуска и ряд других.

Примером поисковой адаптивной системы управления электропривода может служить система поиска минимального значения тока статора асинхронного двигателя в системе ТРН-АД, при котором потери в двигателе оказываются минимальными. Регулируемой координатой асинхронного двигателя как объекта управления в этом случае является ток статора, управляющей напряжением питания двигателя, а возмущающим воздействием — момент нагрузки на валу двигателя.

Читайте также:

Схема включения, статические характеристики и режим работы АД
Что такое электропривод
Основные положения построения схем автоматизированного управления электроприводом
Замкнутые схемы управления электропривода с двигателями постоянного тока
Замкнутые схемы управления электропривода с асинхронным двигателем
Следящие электроприводы