Preview

Russian Technological Journal

Расширенный поиск

Настройка адаптивных пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов системы автоматического регулирования частоты вращения газотурбинного двигателя

https://doi.org/10.32362/2500-316X-2020-8-6-143-156

Полный текст:

Аннотация

Для нестационарных объектов, параметры которых в процессе работы могут существенно меняться, применение обычных управляющих устройств в виде пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов может не обеспечить требуемое качество работы системы. Поэтому желательно создать адаптивную систему автоматического регулирования, в которой целенаправленно изменяется структура и параметры управляющего регулятора для обеспечения приспосабливаемости (настройки) системы к изменяющимся условиям работы на основе информации о свойствах объекта регулирования и внешним воздействиям. Проблема построения адаптивных систем является одной из наиболее важных в теории управления и смежных областях. Это обусловлено двумя обстоятельствами: сложностью решения проблемы в целом и наличием большого числа технически разнообразных ситуаций, нуждающихся в адаптации и оптимизации. В статье рассматривается адаптивная система автоматического регулирования частоты вращения газотурбинного двигателя, включающая в себя магнитный усилитель, двигатель постоянного тока с редуктором, клапан подачи топлива и тахогенератор. Для реализации адаптивного управления были предложены три пропорционально-интегрально-дифференциальных регулятора: «классический», нечеткий и нейро-нечеткий. Параметры «классического» регулятора оптимизированы при помощи методов линейного программирования. Для нечеткого регулятора предложены функции принадлежности и база правил. Для нейро-нечеткого регулятора выбран алгоритм адаптации. При компьютерном моделировании системы применены три регулятора для трех режимов работы двигателя: малого газа, крейсерский и максимальный. На основе полученных переходных характеристик проведен сравнительный анализ качества работы трех регуляторов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке систем автоматического регулирования газотурбинных двигателей.

Об авторах

К. Э. Чертилин
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия

Чертилин Кирилл Эдуардович, аспирант кафедры автоматических систем Института кибернетики ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78



В. Д. Ивченко
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия

Ивченко Валерий Дмитриевич, доктор технических наук, профессор кафедры автоматических систем Института кибернетики ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78



Список литературы

1. Воробьёв В.В., Киселев А.М., Поляков В.В. Системы управления в летательных аппаратах. М.: ВВИА; 2008. 203 с.

2. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления, под ред. Н.Д. Егупова. М.: МГТУ им. Баумана; 2001. 662 с.

3. Гольберг Ф.Д., Батенин А.В. Математические модели газотурбинных двигателей, как объектов регулирования. М.: Изд-во МАИ; 1999. 97 с. ISBN 5-7035-2215-3

4. Рудинский И.Д. Технология проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления. М.: Горячая Линия – Телеком; 2011. 304 с. ISBN 978-5-9912-0148-3

5. Ярушкина Н.Г. Основы теории нечетких и гибридных систем. М.: Финансы и статистик; 2009. 320 с. ISBN: 5-279-02776-6

6. Будько М.Б., Будько М.Ю., Гирик А.В., Грозов В.А. Система управления мультироторным беспилотным летательным аппаратом на основе гибридного нейрорегулятора. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019;19(2):209–215. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2019-19-2-209-215

7. Вилесов А.В., Гуревич Е.И., Ивченко В.Д. Аналитический метод расчета и оптимизации параметров измерительных узлов автоматизированных систем контроля. Вестник концерна ПВО «Алмаз-Антей». 2015;1(13):37–42.

8. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. М.: Физматлит; 2016. 464 с.

9. Гутова С.Г., Казакевич И.А. Настройка параметров пропорционально интегрального регулятора с помощью метода симплекс планирования. Управление большими системами: сборник трудов. 2016;61:95–117.

10. Рутковская Д.А., Пилинский М.В., Рутковский Л.Р. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: пер. с польск. И.Д. Рудницкого. М.: Горячая линия – Телеком; 2008. 383 с. ISBN 5-93517-103-1


Дополнительные файлы

1. Функции принадлежности входной лингвистической переменной Е.
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (19KB)    
Метаданные
В статье рассматривается адаптивная система автоматического регулирования частоты вращения газотурбинного двигателя, включающая в себя магнитный усилитель, двигатель постоянного тока с редуктором, клапан подачи топлива и тахогенератор. Для реализации адаптивного управления были предложены три пропорционально-интегрально-дифференциальных регулятора: «классический», нечеткий и нейро-нечеткий. Параметры «классического» регулятора оптимизированы при помощи методов линейного программирования. Для нечеткого регулятора предложены функции принадлежности и база правил. Для нейро-нечеткого регулятора выбран алгоритм адаптации. При компьютерном моделировании системы применены три регулятора для трех режимов работы двигателя: малого газа, крейсерский и максимальный. На основе полученных переходных характеристик проведен сравнительный анализ качества работы трех регуляторов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке систем автоматического регулирования газотурбинных двигателей.

Для цитирования:


Чертилин К.Э., Ивченко В.Д. Настройка адаптивных пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов системы автоматического регулирования частоты вращения газотурбинного двигателя. Russian Technological Journal. 2020;8(6):143-156. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2020-8-6-143-156

For citation:


Chertilin K.E., Ivchenko V.D. Configuring adaptive PID-controllers of the automatic speed control system of the GTE. Russian Technological Journal. 2020;8(6):143-156. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2020-8-6-143-156

Просмотров: 256


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-3210 (Print)
ISSN 2500-316X (Online)