СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРІВ ДРОБОВОГО ПОРЯДКУ ДЛЯ СИСТЕМИ ПІДПОРЯДКОВАНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОВОРОТОМ ЛЮЛЬКИ ПОЖЕЖНОГО АВТОПІДІЙМАЧА

Анотація

Намагання отримати кращі динамічні та статичні характеристики кута повороту люльки призводить до ускладнення завдань, що виконуються системою автоматичного керування (САК) приводом повороту люльки. САК приводом повороту люльки повинна забезпечувати такі вимоги: високу швидкодію, плавність розгону і гальмування двигуна, статичну і динамічну точності відтворення заданих траєкторій, відсутність перерегулювання в перехідних режимах, необхідний запас стійкості, низьку чутливість до координатних і параметричних збурень тощо. Для забезпечення цих вимог проаналізовано ряд принципово відмінних САК і методів їх синтезу. В результаті аналізу вибрано систему підпорядкованого регулювання (СПР) поворотом люльки з урахуванням пружних властивостей стріли, яка синтезована методом узагальненого характеристичного полінома. Дослідження показали, що ця система дає змогу забезпечити аперіодичний перехідний процес кута повороту люльки з заданою швидкодією і низьку чутливість в усталеному режимі до дії збурень. Однак отримані в процесі синтезу СПР передавальні функції регуляторів кутової швидкості двигуна і люльки мають високий порядок та вийшли досить складними з точки зору практичної реалізації.

В статті пропонується замінити ці регулятори шляхом апроксимації їх еволюційними методами більш компактними ПІ^λД^μ-регуляторами або регуляторами дробового порядку.

На основі проведених у роботі досліджень показано, що регулятори дробового порядку мають переваги перед класичними, зокрема у випадку їх застосування для оптимізації електромеханічних систем з такими особливостями їх об’єктів керування: двомасовістю, у тому числі і з наявністю удару; люфтом; в’язкістю тертя валопривода; нелінійним навантаженням тощо.

Заміну регуляторів високого порядку кутової швидкості двигуна та люльки більш компактними ПІ^λД^μ-регуляторами або регуляторами дробового порядку здійснено за використання оптимізаційного пакета Optimization Toolbox в пакеті MATLAB. Це програмне забезпечення розроблено для апроксимації класичних ланок з передавальними функціями високого порядку ланками дробового порядку методом генетичного алгоритму або рою частинок за їх перехідними функціями.

Проведені дослідження на цифрових моделях підтверджують ефективність заміни регуляторів високого порядку кутової швидкості двигуна і люльки на ПІ^λД^μ-регулятори або регулятори дробового порядку, передавальні функції яких визначені шляхом апроксимації перехідних функцій регуляторів методом генетичного алгоритму.