GENERAL SOLUTION FOR SYNTHESIS OF DEADBEAT REGULATOR FOR ARBITRARY NUMBER OF STEPS

УДК 681.53

  • Гринюк Дмитрий Анатольевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: hryniuk@tut.by

  • Олиферович Надежда Михайловна – ассистент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: oliferovich@belstu.by

  • Сухорукова Ирина Геннадьевна – старший преподаватель кафедры программной инженерии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: irina_x@rambler.ru

Ключевые слова: deadbeat-регулятор, настройка регулятора, переходный процесс.

Для цитирования: Гринюк, Д. А. Общее решение для синтеза deadbeat-регулятора на произвольное количество шагов / Д. А. Гринюк, Н. М. Олиферович, И. Г. Сухорукова // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. - Минск : БГТУ, 2020. - № 2 (236). - С. 69-75. - Библиогр.: 13 назв. - ил.

Аннотация

В статье рассмотрены проблемы синтеза Deadbeat Controller with a Prescribed Controlled. Deadbeat Controller является отдельным классом алгоритмов управления в системах с обратной связью. Этот алгоритм может быть использован непосредственно для управления объектами, либо для синтеза ПИД-регуляторов.

Для обеспечения необходимой гибкости в задачах управления в условиях ограничений для реальных технологических процессов, при получении параметров ПИД-регулятора с различными показателями качества переходного процесса требуется адаптивная схема перенастройки в зависимости от свойств объекта управления.

Ранее были получены отдельные решения для возможности удлинения переходного процесса на 1, 2 и 3 шага. Однако если передаточная функция объекта имеет более высокий порядок, либо увеличение порядка обусловлено отличием структуры от последовательного соединения звеньев, данных решений может быть недостаточно. В последнем случае при получении общей передаточной функции с использованием z-преобразований происходит резкое увеличение порядка результата преобразований.

Получение расчетных формул синтеза осуществлено на основании подхода, который позволяет регулятору формировать одинаковое значение управляющего воздействия на заданном количестве шагов. При этом можно получить основные неравенства для синтеза путем определения апериодического характера переходного процесса синтезируемого регулятора.

Адекватность полученных выражений была проверена путем построения переходных характеристик регулятора и замкнутых систем управления для объекта шестого порядка.

Скачать

Список литературы

  1. Isermann R. Digital Control Systems. Berlin: Springer, 1989. 565 p.
  2. Plsek S., Matusu R. Application of adaptive deadbeat controller in drying process // Procedia Engineering. 2015. Vol. 100. P. 756–764.
  3. Awadallah M. A., Bayoumi E. H. E., Soliman H. M. Adaptive deadbeat controllers for brushless DC drives using PSO and ANFIS Techniques // Journal of Electrical Engineering. 2009. Vol. 60, no. 1. P. 3–11.
  4. Deadbeat model-predictive torque control with discrete space-vector modulation for PMSM drives / Y. Wang [et al.] // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. Vol. 64, no. 5. P. 3537–3547.
  5. Deadbeat-direct torque and flux control of interior permanent magnet synchronous machines with discrete time stator current and stator flux linkage observer / L. Jae Suk [et al.] // IEEE Transactions on Industry Applications. 2011. Vol. 47, no. 4. P. 1749–1758.
  6. Deadbeat control for a single-phase cascaded H-bridge rectifier with voltage balancing modulation / Ch. Qi [et al.] // IET Power Electronics. 2018. Vol. 11, issue 3. P. 610–617.
  7. Increasing the robustness of the digital controller / N. Oliferovich [et al.] // Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences (eStream). Vilnius, 2018. P. 1–6. DOI: 10.1109/eStream.2018.8394120.
  8. Hryniuk D., Oliferovich N., Suhorukova I. Approximation PID-controllers through deadbeat controller and its tuning // Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences (eStream). Vilnius, 2019. P. 1–6. DOI: 10.1109/eStream.2019.8732172.
  9. Kučera V. Deadbeat Control, Pole Placement, and LQ Regulation // Kybernetika. 1999. Vol. 35, no. 6. P. 681–692.
  10. Westphal L. C. Handbook of Control Systems Engineering. New York: Springer, 2001. 1073 p.
  11. Irfan A. Implementation of PID and deadbeat controllers with the TMS320 Family. Application report: SPRA083. Texas Instruments, 1997. 59 p.
  12. Sami Fadali M., Visioli A. Digital control Engineering. Analysis and Deisgn // Elsevier. 2013. P. 217–225.
  13. Hryniuk D., Suhorukova I., Orobei I. Non-linear PID controller and methods of its setting // Open Conference Electrical, Electronic and Information Sciences (eStream). Vilnius, 2017. P. 1–4.
Поступила 15.04.2020