ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

7
Содержание
том 63 / Июль, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2019-62-12-1066-1077

УДК 681.5.11

СИНТЕЗ ПОДЧИНЕННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ЗАДАННЫМ ПЕРЕРЕГУЛИРОВАНИЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОСИ КВАНТОВО-ОПТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Шустов И. В.
Университет ИТМО; Мегафакультет компьютерных технологий и управления, факультет систем управления и робототехники;


Толмачев В. А.
Университет ИТМО; доцент


Ловлин С. Ю.
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; доцент


Аннотация. С развитием техники непрерывно повышаются требования к точности воспро-изведения машинами и механизмами заданных законов движения. Особенно отчетливо эта тенденция проявляется в следящих электроприводах исполнительных осей квантово-оптических систем. В условиях инфранизких скоростей движения, нежесткости механизмов и воздействия на их массы переменных возмущающих моментов обеспечение высокой точности позиционирования исполнительных осей возлагается на систему управления. Представлена аналитическая методика настройки системы управления: рассмотрены ее вывод, графическая интерпретация и условия корректной работы. Методика позволяет одновременно повысить точность позиционирования исполнительных осей и сохранить такие достоинства подчиненной структуры системы управления, как удобство ограничения внутренних координат системы и возможность компенсации неидеальностей электродвигателя и силового преобразователя. Повышение точности позиционирования исполнительных осей достигается за счет увеличения полосы пропускания внутреннего контура регулирования скорости. Максимальная полоса пропускания последнего ограничивается на уровне, при котором величина перерегулирования его переходной характеристики не превышает некоторого заданного значения. Еще одним достоинством предлагаемой методики является более полный учет свойств объекта управления, в частности, внутреннего вязкого трения механизмов исполнительных осей. Приведенные результаты имитационного моделирования системы управления следящего электропривода угломестной оси квантово-оптического комплекса „Стажер-2 ОПУ ЛИК“ подтверждают правильность и эффективность методики.
Ключевые слова: квантово-оптическая система, опорно-поворотное устройство, моментный электродвигатель, угломестная ось, двухмассовая система, сухое трение, демпфирование, следящий электропривод, подчиненная структура, диаграмма Вышнеградского, ПИД-регулятор

Список литературы:
  1. Васильев В. Н., Томасов В. С., Шаргородский В. Д., Садовников М. А. Состояние и перспективы развития систем прецизионного электропривода комплексов высокоточных наблюдений космических объектов // Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51, № 6. С. 5—12.
  2. Park C. H., Son Y. S., and Kim B. I. Preliminary design of tracking mount for movable SLR // J. of Astronomy and Space Science. 2010. Vol. 27, N 2. P. 135—144.
  3. Bely P. Y. The Design and Construction of Large Optical Telescopes. NY, USA: Springer-Verlag, Inc., 2003. 505 p.
  4. Seeber G. Satellite Geodesy. 2nd ed. Berlin, Germany: Walter de Gruyter GmbH & Co., 2003. 603 p. ISBN 3-11-017549-5.
  5. Vasilyev V. P., Shargorodsky V. D. Current state of high-precision datellite laser distance measurement // Photonics. 2017. Vol. 66, N 6.
  6. Ловлин С. Ю. Разработка алгоритмов эффективного управления прецизионными электроприводами комплексов высокоточных наблюдений. Дис. ...канд. техн. наук. СПб, 2013.
  7. Ключев В. И. Теория электропривода: Учеб. вузов. М.: Энергоатомиздат, 2001. 704 с.
  8. Борцов Ю. А., Соколовский Г. Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. СПб: Энергоатомиздат, 1992. 288 с.
  9. Толмачев В. А. Синтез следящего электропривода оси опорно-поворотного устройства // Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51. № 6. С. 68—72.
  10. Park C. H., Son Y. S., Ham S. Y., B. I. Kim, Lim S. W., Lim H. C. Controller Design and Experiment for Tracking Mount of Movable SLR, ARGO-M // J. of Systemics, Cybernetics and Informatics. 2012. Vol. 10, N 2.
  11. Ильина А. Г., Ловлин С. Ю., Тушев С. А. Синтез ЛКГ-регулятора прецизионного следящего электропривода оси телескопа траекторных измерений // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. № 6. С. 86—91.
  12. Абдуллин А. А., Толмачев В. А. Система регулирования скорости двухмассового механизма с использованием наблюдателя // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54, № 5. С. 66—71.
  13. Gribanov P. S., Lovlin S. Y., Lukichev D. V. Realization of acceleration feedback to improve accuracy of servo drive with mechanical elasticity // IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2018. 2018. P. 872—877.
  14. Gawronski W. Advanced Structural Dynamics and Active Control of Structures. NY, USA: Springer-Verlag, Inc., 2004. 396 p.
  15. Gawronski W. Modeling and Control of Antennas and Telescopes. NY, USA: Springer Science+Business Media, LCC, 2008. 235 p.
  16. Abdullin A. A., Drozdov V. N., Plotitsyn A. A. Optimal Control System with Guaranteed Degree of Stability for Precision Electric Drive // Advances in Automatic Control: Proc. of the 16th Intern. Conf. on Automatic Control, Modeling & Simulation (ACMOS '14). 2014. P. 22—26.
  17. Тарарыкин С. В., Тютиков С. С., Салахутдинов Н. В., Анисимов А. А. Методика проектирования цифровых полиномиальных регуляторов электромеханических систем // Вестн. ИГЭУ. 2005. С. 24—35.
  18. Тютиков В. В., Тарарыкин С. В. Робастное модальное управление технологическими объектами. Иваново: Ивановский гос. энергетический ун-т им. В. И. Ленина, 2006. 256 с.
  19. Арановский С. В., Ловлин С. Ю., Смирнов Н. А., Цветкова М. Х. Сравнение различных подходов к построению линейных систем управления прецизионными электроприводами // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2013. № 3. С. 31—38.
  20. Demidova G. L., Lukichev D. V., Kuzin A. Y. A Genetic Approach for Auto-Tuning of Adaptive Fuzzy PID Control of a Telescope's Tracking System // Procedia Computer Science. 2019. Vol. 150. P. 495—502.
  21. Lukichev D. V., Demidova G. L., Kuzin A. I., Saushev A. V. Application of Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) Controller in Servodrive with Multi-Mass Object // 25th Intern. Workshop on Electric Drives: Optimization in Control of Electric Drives, IWED 2018. 2018. P. 1—6.
  22. Лукичев Д. В., Кузин А. Ю., Демидова Г. Л., Ловлин С. Ю., Жданов И. Н. Применение нечетких и нейронечетких регуляторов в системе управления двухмассовым объектом с нелинейными возмущениями // Изв. вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62, № 1. С. 32—39.
  23. Шустов И. В., Толмачев В. А. Синтез четырехконтурной системы управления следящего электропривода системы наведения телескопов траекторных измерений // Матер. XX конф. молодых ученых с междунар. участием „Навигация и управление движением“. 2018. С. 205—207.
  24. Исупов А. Н., Исупов К. С., Храмов С. Н. Определение амплитудно-частотных характеристик альт-азимутального опорно-поворотного устройства крупногабаритного наземного телескопа // Изв. вузов. Приборостроение 2008. Т. 51, № 6. С. 30—37.
  25. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1996. 992 с.