Идентификация математической модели электромеханической системы
Аннотация
Рассмотрено применение метода вещественной интерполяции для идентификации линейной системы, в частности, электромеханической системы, позволяющего идентифицировать передаточную функцию по переходным процессам неустановившегося движения системы. При этом осуществляется аппроксимация испытательных сигналов, представленных в виде массивов отсчетов во временной области и вычисление значений передаточной функции в вещественных точках — узлах интерполяции. Приведено математическое описание метода идентификации, заключающееся в вычислении свертки испытательных сигналов и весовых функций, а также требующее решения системы линейных алгебраических уравнений. Использовано временное преобразование испытательных сигналов для приведения их длительности к нормированному времени. Это позволяет выделять в идентифицированной передаточной функции наиболее значимые коэффициенты, существенно влияющие на динамику, а также наименее значимые коэффициенты и не учитывать их в математической модели для ее упрощения.
Указаны требования к испытательным сигналам и дискретности их представления во временной области и к узлам интерполяции. В системе Matlab разработано программное обеспечение для реализации метода идентификации, которое может быть использовано в исследовательских приложениях на базе персонального компьютера или в микропроцессорных системах управления. Указана возможность реализации метода вещественной интерполяции на базе программно-аппаратных средств микропроцессорной техники. Для этого разработана экспериментальная система управления электропривода, осуществляющая формирование задающих воздействий, измерение испытательных сигналов и вычисления по методу идентификации. Программное обеспечение для идентификации создано с использованием средств модельно-ориентированного программирования и включено в состав программного обеспечения системы управления электропривода. При исследовании осуществлены модельные и натурные эксперименты по идентификации элементов электромеханической системы.
Литература
2. Нивин А.Е., Саушев А.В., Шошмин В.А. Идентификация системы управления электропривода на основе функций Лагерра // Вестник гос. ун-та морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2013. № 2 (18). С. 46—50.
3. Саушев А.В., Троян Д.И. Идентификация электроприводов портовых перегрузочных машин // Вестник гос. ун-та морского и речного флота им. Адмирала С.О. Макарова. 2015. № 5 (33). С. 169—183.
4. Павлов Ю.Н., Лапин Д.В., Тихомирова Е.А., Шавырин И.Б. Метод повышения точности идентификации при экспериментальных испытаниях динамических объектов // Наука и Образование. 2015. № 9. С. 215—224.
5. Дилигенская А.Н. Идентификация объектов управления. Самара: Изд-во Самарского гос. техн. ун-та, 2009.
6. Спасибов В.М., Каменских И.А, Ведерников Ю.А. Частотные и статистические методы идентификации систем управления. Тюмень: Изд-во Тюменского индустриального ун-та, 2016.
7. Терехин А.А., Даденков Д.А. Обзор способов идентификации параметров асинхронного электропривода // Вестник Пермского национал. исследовательского политехн. ун-та. Серия «Электротехника, информационные технологии, системы управления». 2017. № 2. С. 55—66.
8. Алексеев А.С., Замятин С.В., Суходоев М.С., Пушкарев М.В. Получение математического описания динамических объектов по экспериментальным данным на основе вещественного интерполяционного метода // Научный вестник Новосибирского гос. техн. ун-та. 2011. № 2. С. 73—82.
9. Рудницкий В.А., Алексеев А.С., Курганкин В.В. Идентификация объектов управления в форме дискретных передаточных функций на основе вещественного интерполяционного метода // Известия Томского политехн. ун-та. 2012. Т. 320. № 5. С. 89—94.
10. Алексеев А.С., Антропов А.А., Гончаров В.И., Замятин С.В., Рудницкий В.А. Вещественный интерполяционный метод в задачах автоматического управления. Томск: Изд-во Томского политех. ун-та, 2009.
11. Курганкин В.В., Замятин С.В., Алексеев А.С. Применение встраиваемых систем управления для решения задачи идентификации // Известия Томского политехн. ун-та. 2011. № 5. С. 39—42.
12. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. М.: Академия, 2005.
13. Иванков В.А., Тарарыкин С.В., Тютиков В.В., Красильникъянц Е.В. Модальное управление взаимосвязанными электроприводами с упругими звеньями и зазорами в кинематических передачах // Вестник ИГЭУ. 2006. № 3. С. 43—48.
14. Полющенков И.С. Разработка системы управления электропривода на основе метода модельно-ориентированного программирования // Вестник МЭИ. 2016. № 6. С. 87—95.
15. Полющенков И.С. Разработка программного обеспечения для управления электроприводом в технологической системе с применением метода модельно-ориентированного программирования // Вестник МЭИ. 2017. № 4. С. 83—91.
---
Для цитирования: Полющенков И.С. Идентификация математической модели электромеханической системы // Вестник МЭИ. 2019. № 1. С. 69—78. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-1-69-78.
#
1. Deych A.M. Identifikatsiya Dinamicheskikh Ob′ektov. M.: Energiya, 1979. (in Russian).
2. Nivin A.E., Saushev A.V., Shoshmin V.A. Identifikatsiya Sistemy Upravleniya Elektroprivoda na Osnove Funktsiy Lagerra. Vestnik Gos. Un-ta Morskogo i Rechnogo Flota im. Admirala S.O. Makarova. 2013;2 (18):46—50. (in Russian).
3. Saushev A.V., Troyan D.I. Identifikatsiya Elektroprivodov Portovykh Peregruzochnykh Mashin. Vestnik Gos. Un-ta Morskogo i Rechnogo Flota im. Admiral S.O. Makarova. 2015;5 (33):169—183. (in Russian).
4. Pavlov Yu.N., Lapin D.V., Tikhomirova E.A., Shavyrin I.B. Metod Povysheniya Tochnosti Identifikatsiipri Eksperimental'nykh Ispytaniyakh Dinamicheskikh Ob′ektov. Nauka i Obrazovanie. 2015;9:215—224. (in Russian).
5. Diligenskaya A.N. Identifikatsiya Ob′ektov Upravleniya. Samara: Izd-vo Samarskogo Gos. Tekhn. Un-ta, 2009. (in Russian).
6. Spasibov V.M., Kamenskikh I.A, Vedernikov Yu.A. Chastotnye i Statisticheskie Metody Identifikatsii Sistem Upravleniya. Tyumen': Izd-vo Tyumenskogo Industrial'nogo Un-ta, 2016. (in Russian).
7. Terekhin A.A., Dadenkov D.A. Obzor Sposobov Identifikatsii Parametrov Asinkhronnogo Elektroprivoda. Vestnik Permskogo Natsional. Issledovatel'skogo Politekhn. Un-ta. Seriya «Elektrotekhnika, Informatsionnye Tekhnologii, Sistemy Upravleniya». 2017;2:55—66. (in Russian).
8. Alekseev A.S., Zamyatin S.V., Sukhodoev M.S., Pushkarev M.V. Poluchenie Matematicheskogo Opisaniya Dinamicheskikh Ob′ektov po Eksperimental'nym Dannym na Osnove Veshchestvennogo Interpolyatsionnogo Metoda. Nauchnyy Vestnik Novosibirskogo Gos. Tekhn. Un-ta. 2011;2:73—82. (in Russian).
9. Rudnitskiy V.A., Alekseev A.S., Kurgankin V.V. Identifikatsiya Ob′ektov Upravleniya v Forme Diskretnykh Peredatochnykh Funktsiy na Osnove Veshchestvennogo Interpolyatsionnogo Metoda. Izvestiya Tomskogo Politekhn. Un-ta. 2012;320;5:89—94. (in Russian).
10. Alekseev A.S., Antropov A.A., Goncharov V.I., Zamyatin S.V., Rudnitskiy V.A. Veshchestvennyy Interpolyatsionnyy Metod v Zadachakh Avtomaticheskogo Upravleniya. Tomsk: Izd-vo Tomskogo Politekh. Un-ta, 2009. (in Russian).
11. Kurgankin V.V., Zamyatin S.V., Alekseev A.S. Primenenie Vstraivaemykh Sistem Upravleniya dlya Resheniya Zadachi Identifikatsii. Izvestiya Tomskogo Politekhn. Un-ta. 2011;5:39—42. (in Russian).
12. Terekhov V.M., Osipov O.I. Sistemy Upravleniya Elektroprivodov. M.: Akademiya, 2005. (in Russian).
13. Ivankov V.A., Tararykin S.V., Tyutikov V.V., Krasil'nik′yants E.V. Modal'noe Upravlenie Vzaimosvyazannymi Elektroprivodami s Uprugimi Zven'yami i Zazorami v Kinematicheskikh Peredachakh. Vestnik IGEU. 2006;3: 43—48. (in Russian).
14. Polyushchenkov I.S. Razrabotka Sistemy Upravleniya Elektroprivoda na Osnove Metoda Model'no-orientirovannogo Programmirovaniya. Vestnik MEI. 2016;6:87—95. (in Russian).
15. Polyushchenkov I.S. Razrabotka Programmnogo Obespecheniya dlya Upravleniya Elektroprivodom v Tekhnologicheskoy Sisteme s Primeneniem Metoda Model'no-orientirovannogo Programmirovaniya. Vestnik MEI. 2017;4:83—91.
---
For citation: Polyushchenkov I.S. Identifying an Electromechanical System’s Mathematical Model. MPEI Vestnik. 2019;1:69—78. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-1-69-78.
