с целью эффективного программирования цифровых алгоритмов управления целесообразно от математического описания непрерывной системы в виде ДСС перейти к функциональной схеме цифровой системы, в которой каждая элементарная операция на ДСС заменена соответствующей макрокомандой.

Пусть систему управления (см. рис. 3.2) требуется реализовать средствами ЭВМ. Соответствующая ей функциональная схема показана на рис. 3.16, где Vt, Si - символические адреса одиофор-матных и двухформатных массивов переменных, которые используются для хранения в течение всего периода дискретизации системы Го результатов, полученных при выполнении соответствующих макрокоманд библиотеки; fej - символические адреса массива погтоянных коэф)яциентов. В конкретном примере отдельным постоянным коэффициентам алгоритма управления присвоены следующие значения: /CI = «у; К2 = кт.!, /СЗ = кШг; 1(4 =

== liT; /С5 = /гГмг; Кб = rtii, К7 = fe. в которых масштабный множитель /Пх введен с целью jioBbmenHH точности реализации коэффициентов регулятора ki и средствами целочисленной арифметики. На основании функциональной схемы алгоритм цифровой системы управления может быть реализован следующей последовательностью макрокоманд:

ADC1 VI, ADCB1 SUB1 V10, VI, V2

ADC1 V3, ADCB2 SUB1 V10, V3, V4

MUL1 К4, V4, V5

SUB1 V5, V2, V7 INT1 V7, V8, F1

MUL1 К5, V4, V6

SUB1 V6, V8, V9

INT1 V9, V10, F2

MUL2 К2, V8, S1 MUL2 КЗ, V10, S2

SUM2 S1, S2, S3

DIV2 S3, Кб, VII MUL1 К1, К7, V12 SUB1 VII, V12, V13

DAC1 VI3, DACB1

Постоянная интегрирования для первой по порядку реализации макрокоманды INT\ задается коэффициентом IQTJTq, а для второй -ЮГма/Го.

Для каждой макрокоманды из состава библиотеки можно заранее определить время ее реализации, исходя из конкретного типа ЭВМ и тактовой частоты процессора, а следовательно, и общее машинное время Тм, которое потребуется для реализации всего алгоритма. Это позволяет при проектировании цифровых АСУ ЭП на основе структурного метода, обоснованно выбрать период дискретизации системы и значения коэффициентов фазовой коррекции цифровых интеграторов.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ИССЛЕДОВАНИЕ И НАЛАДКА АСУ ЭП С УПРУГОСТЬЮ СРЕДСТВАМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

4.1. Методика разработки математического описания объекта на основе экспериментальных частотных характеристик

При разработке, проектировании и наладке АСУ ЭП необходимо располагать математическим описанием объекта управления. Такое описание должно создаваться параллельно с разработкой механизма, для приведения которого предназначается АСУ ЭП. Однако в некоторых случаях, особенно когда механизм представляет собой сложную конструкцию, это описание имеет приближенный характер и может возникнуть задача идентификации объекта в ходе натурных испытаний.

Если существует возможность в процессе идентификации обеспечить линеаризацию системы в результате исключения влияния сухого трения, зазоров, ограничения промежуточных координат, то наиболее эффективным способом математического описания линеаризованной системы надо признать экспериментальное определение логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ). Одна из сложностей разработки математического описания состоит в том, что невозможно выполнить ее по одной ЛЧХ (так же, как по одной переходной характеристике), особенно в условиях, когда структура объекта точно неизвестна. Для доказательства достаточно указать на то, что даже в двухмассовой системе ЛЧХ, полученные на основании информации о скорости двигателя, не отражают влияния упругости, если у л; 1.

Следовательно, для разработки математической модели объекта желательно располагать комплексом ЛЧХ, отражающим динамику

двигателя и ИО. Задача становится особенно трудной, если объект не может быть представлен в виде двухмассовой системы. Обычно вследствие сложности объекта,, фактической распределенности его параметров, невозможности в процессе эксперимента полностью исключить влияние нелинейностей, неучитываемых внешних воздействий и других причин оказывается почти невозможным, даже при выборе большой размерности модели, обеспечить точное совпадение ее ЛЧХ с экспериментальными частотными характеристиками объекта. Поэтому следует решить задачу аппроксимации экспериментальных ЛЧХ характеристиками, отвечающими определенной структуре модели с сосредоточенными параметрами. При ограниченном быстродействии АСУ ЭП необходимо стремиться обеспечить возможно лучшее совпадение аппроксимирующих характеристик с экспериментальными в существенной для системы управ- ления частотной области, не требуя такого совпадения в зоне более высоких частот. Таким образом, в ходе идентификации объекта частотными методами должно быть разработано математическое описание механической части электромеханической системы, которое, не обеспечивая абсолютного совпадения характеристик модели и объекта, обеспечивает тем не менее адекватность ее реакции на типовые для объекта внешние воздействия.

При такой-постановке задачи процесс разработки математической модели должен включать в себя следующие этапы:

1. На основании заранее заданной информации о конструкции механической части определяются число сосредоточенных масс и характер связей между ними. Для предполагаемой структуры строятся расчетные частотные характеристики, отражающие связи между скоростями отдельных масс.

2. Экспериментально определяется комплект логарифмических частотных характеристик объекта, для чего должна существовать возможность измерения скоростей в нескольких точках конструкции.

3. В результате качественного сравнения экспериментальных характеристик с расчетными устанавливается правильность принятой структуры модели и возможность использования ее в требуемом диапазоне частот.

4. Поскольку определенные из эксперимента значения частот резонансов и провалов ЛЧХ в общем случае могут не удовлетворять условиям совместности для аппроксимирующей модели, осуществляется корректировка частот.

5. По скорректированным значениям частот рассчитываются параметры детализированной структурной схемы аппроксимирующей модели.

6. Рассчитывается комплект характеристик модели и сравнивается с комплектом экспериментальных характеристик.

Опыт идентификации АСУ ЭП с упругими звеньями показывает, что в зоне частот, где необходимо определять логарифмические