Синтез оптимального двопозиційного регулятора із мінімальною кількістю перемикань
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2020.02.023Анотація
Анотація. Розроблено метод синтезу оптимальних двопозиційних автоматичних регуляторів із мінімальною кількістю перемикань. Сутність методу полягає у зведенні вихідної задачі до задачі мінімізації функції узагальненого критерію в просторі параметрів регулятора. Топологія останнього дозволяє виконувати послідовне знаходження множин параметрів регулятора, які забезпечують виконання ранжованих умов задачі синтезу.
У роботі запропоновано двопозиційний ПІ-регулятор, для якого знайдено параметри (коефіцієнти пропорційної та інтегральної складових регулятора, а також величину порогу, при якій виконується перемикання функції регулювання).
Для доведення ефективності розробленого методу були проведені розрахунки для чотирьох об’єктів регулювання другого та третього порядків (один об’єкт із часовою затримкою). Якість регулювання порівнювалась за показниками: середньої нормальної похибки регулювання, модулем середнього регулювання, перерегулювання, тривалості регулювання та кількості перемикань. Результати проведено порівняльного аналізу за цими показниками показали, що при інших рівних умовах синтезований із використанням розробленого методу ПІ-регулятор має найменшу кількість перемикань функції регулювання. Цей результат дозволяє подовжити ресурс виконавчих пристроїв системи автоматичного регулювання.
Проведені розрахунки показали, що метод мінімізації кількості перемикань можна успішно застосовувати у рамках методології синтезу оптимальних регуляторів, яка була розроблена у попередніх роботах авторів.
Ключові слова: двопозиційний регулятор, синтез, критерій, оптимізація, перемикання
Посилання
Horiunov, A. H., Lyventsov, S. N. (2004). Tsyfrovoi rehuliator dlia systemы upravlenyia s yspolnytelnym mekhanyzmom postoiannoi skorosty [Digital controller for control system with constant speed actuator] Izvestyia Tomskoho polytekhnycheskoho unyversyteta, 307 (6.), 131-134.
Edamana, B., Oldham, K. (2009). An optimal on-off controller with switching costs using non-linear binary programming. 2009 American Control Conference, 4227-4232. DOI:10.1109/acc.2009.5160394
https://doi.org/10.1109/ACC.2009.5160394
Hsieh, C.-H., Chou, J.-H. (2007). Design of Optimal PID Controllers for PWM Feedback Systems With Bilinear Plants. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 15(6), 1075-1079. DOI: 10.1109/tcst.2007.908084
https://doi.org/10.1109/TCST.2007.908084
Moezi, S. A., Rafeeyan, M., Zakeri, E., Zare, A. (2016). Simulation and experimental control of a 3-RPR parallel robot using optimal fuzzy controller and fast on/off solenoid valves based on the PWM wave. ISA Transactions, 61, 265-286. DOI:10.1016/j.isatra.2015.12.005
https://doi.org/10.1016/j.isatra.2015.12.005
Romasevych, Y., Loveikin, V., Usenko, S. (2019). PI-controller tuning optimization via PSO-based technique. Przeglad Elektrotechniczny, 95 (7), 33-37.
https://doi.org/10.15199/48.2019.07.08
Romasevych, Yu. O., Loveikin, V. S., Liashko, A. P., Makarets, V. V. (2019). Metod optymalnoho nalashtuvannia PI-rehuliatoriv iz vrakhuvanniam obmezhen [The method of optimal tuning of PI-controllers with constrainnts] Enerhetyka i avtomatyka, 3, 49-71.
Romasevych, Yu. O., Loveikin, V. S., Liashko, A. P., Makarets, V. V. (2019). Rozrobka metodu optymalnoho nalashtuvannia PI-rehuliatoriv [Development of the method for PI-controllers optimal tuning] Avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni, 53, 56-65.
Romasevych, Yu., Loveikin. V. (2018). A Novel Multi-Epoch Particle Swarm Optimization Technique. Cybernetics and Information Technologies, 18(3), 62-74.
https://doi.org/10.2478/cait-2018-0039
Lysenko, V., Bolbot, I., Romasevych, Y., Loveykin, V., Voytiuk, V. (2018). Algorithms of robotic electrotechnical complex control in agricultural production. Control Systems: Theory and Applications. River Publishers,. 11, 271-289.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
