Оптимизация переходных процессов следящего пневматического привода с учетом модели трения с эффектом Штрибека

Целью работы является выбор оптимальных значений параметров цифрового ПИД-регулятора для устранения в системах автоколебаний, а также оптимизация вида переходных процессов следящего пневматического привода. Причиной исследования послужила проблема возникновения автоколебаний в пневматических системах при применении моделей трения наиболее приближенных к реальности. Научная новизна статьи состоит в создании компьютерной модели и применении методов оптимизации для улучшения качества переходных процессов пневматического следящего привода с учётом модели трения Штрибека. Авторами статьи выполнена оптимизация переходных процессов следящего пневматического привода с учетом выбранной модели трения. В ходе работы при помощи компьютерного моделирования подобраны оптимальные параметры ПИД-регулятора, устранена неустойчивость системы. Для оптимизации работы системы был выбран метод градиентного спуска. Произведена оценка показателей качества переходных процессов до и после оптимизации. По результатам моделирования системы следящего пневматического привода можно сделать вывод о возможности применения метода градиентного спуска для определения параметров ПИД-регулятора. Произведён переход от аналоговой (непрерывной) системы к цифровой (дискретной), для осуществления которого необходимо определить период дискретизации. В статье указаны основные методы определения периода дискретизации и приведены недостатки этих методов. Анализ результатов показывает, что методы, описанные в статье, следует применять лишь для первого приближения, а значение указанной величины должно выбираться из расчёта минимальной погрешности между аналоговой (непрерывной) и цифровой (дискретной) системой. Погрешность менее 1% позволяет осуществить выбор программируемого логического контроллера. Тема статьи является актуальной для научного исследования и включает предоставление практических рекомендаций по определению параметров цифрового ПИД-регулятора и подбору контроллера специалистам, кто занимается проектированием систем, в состав которых включен следящий пневматический привод.

ПИД-регулятор, период дискретизации, качество переходного процесса, контроллер, оптимизация, привод пневматический следящий