Структурный синтез стабилизирующего робастного регулятора потокосцепления ротора

Abstract

Цель. Целью работы является структурный синтез стабилизирующего робастного регулятора потокосцепления ротора системы векторного управления асинхронного электропривода. Методология. Синтез структуры регулятора проводился в два этапа. На первом этапе строилась математическая модель канала потокосцепления ротора с параметрической неопределенностью и рассчитывалась передаточная функция H∞-субоптимального регулятора по методу смешанной чувствительности. На втором этапе выполнялось разложение найденной передаточной функции в цепную дробь по алгоритму Евклида. Эта дробь использовалась для построения структурной схемы регулятора. Результаты. Проведено компьютерное моделирование передаточной функции H∞-субоптимального регулятора. Выполнено разложение найденной передаточной функции в цепную дробь. Построена структурная схема H∞- субоптимального регулятора с интегрирующих и пропорциональных звеньев и нескольких сумматоров. Получены кривые переходных процессов потокосцепления ротора в пакетах Robust Control Toolbox и Simulink. Они совпадают на установившемся режиме, а на переходном несколько отличаются между собой. Новизна. Построена математическая модель канала потокосцепления ротора с параметрической неопределенностью. Разработана методика структурного синтеза робастного регулятора системы управления потокосцеплением, которая обеспечивает нахождение оптимальной передаточной функции регулятора с параметрической неопределенностью в виде структуры, содержащей интегрирующие и пропорциональные звенья и сумматоры. Практическое значение. Полученная структура регулятора дает возможность проводить модернизацию систем управления электроприводов, находящихся в эксплуатации, с минимальными финансовыми затратами.

Мета. Метою роботи є структурний синтез стабілізуючого робастного регулятора потокозчеплення ротора системи векторного керування асинхронного електропривода. Методологія. Синтез структури регулятора проводився в два етапи. На першому етапі будувалася математична модель каналу потокозчеплення ротора з параметричною невизначеністю і розраховувалася передавальна функція H∞-субоптимального регулятора за методом мішаної чутливості. На другому етапі виконувалось розвинення знайденої передавальної функції в ланцюгову дріб за алгоритмом Евкліда. Ця дріб використовувалась для побудови структурної схеми регулятора. Результати. Проведено комп’ютерне моделювання передавальної функції H∞-субоптимального регулятора. Виконано розвинення знайденої передавальної функції в ланцюгову дріб. Побудована структурна схема H∞-субоптимального регулятора з інтегрувальних і пропорційних ланок та декількох суматорів. Отримані криві перехідних процесів потокозчеплення ротора в пакетах Robust Control Toolbox та Simulink. Вони збігаються на сталому режимі, а на перехідному дещо відрізняються між собою. Новизна. Побудовано математичну модель каналу потокозчеплення ротора з параметричною невизначеністю. Розроблено методику структурного синтезу робастного регулятора системи керування потокозчепленням, яка забезпечує знаходження оптимальної передавальної функції регулятора з параметричною невизначеністю у вигляді структури, яка містить інтегрувальні і пропорційні ланки та суматори. Практична значимість. Отримана структура регулятора дає можливість проводити модернізацію систем керування електроприводів, що знаходяться в експлуатації, з мінімальними фінансовими витратами

Purpose. The aim is to structural synthesis of robust stabilizing control of the rotor flux vector control system of induction motor. Methodology. Synthesis controller structure was carried out in two stages. The first stage constructed a mathematical model of the channel of the rotor flux with parametric uncertainty and calculated transfer function of H∞-suboptimal controller by method of the mixed sensitivity. The second stage was carried out the expansion of the transfer function of the continued fraction for the Euclidean algorithm. This fraction was used to construct the controller structural scheme. Results. Computer modeling of the transfer function of H∞-suboptimal controller. Achieved decomposition found the transfer function of the continued fraction. The flow diagram of suboptimal H∞-controller with a proportional and integrating links and a few summers. The curves of transient rotor flux linkage in packages Robust Control Toolbox and Simulink. They coincide in the steady state, but differ among themselves in the transition. Originality. We developed the method of structural synthesis of robust stabilizing controller of the flux linkage rotor, H∞-suboptimal structural scheme of which is presented in the form of simple compounds integrating and proportional elements of the same order as the controller with the strictly correct transfer function, and takes into account the parametric uncertainty of control object. The results of the simulation of transient processes in a variety of packages MATLAB applications confirms the adequacy and small sensitivity of the system to parametric perturbation. Practical value. The resulting structure of the controller makes it possible to carry out the modernization of electric control systems, in use, with minimal financial costs.