Доклады о будущих и современных технологиях

АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ С РЕЗОНАНСОМ

А. В. Мирошниченко, Е. А. Руденчик, Е. Г. Безрукова

Научные руководители - Е. А. Руденчик, канд. физ.-мат. наук;

Е. Г. Безрукова, канд. техн. наук, доцент Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн

Им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Ярославский государственный технический университет

Группа студентов ЯГТУ принимает участие в разработке алгоритма управления гидирующим устройством (гидом) солнечного башенного теле­скопа ИЗМИРАН. Цель работы гида - свести к минимуму дрожания изо­бражения Солнца, вызванные атмосферой и колебаниями башни под дейст­вием внешних сил. Датчики гида подают на вход компьютера информацию, на базе которой определяются координаты изображения центра Солнца. Они вырабатываются компьютером 600 раз/сек и служат входными данны­ми для алгоритма управления. Исполнительная система позволяет смещать изображение Солнца с помощью двигателей, установленных на зеркалах те­лескопа. Сигнал на двигатели подается с интерфейсной платы компьютера. Цель алгоритма управления - расчет сигнала, который надо подавать на двигатели, для стабилизации координат центра Солнца. Алгоритм должен быть включен в цепь обратной связи и работать в режиме реального време­ни. Колебания изображения являются статистическим процессом, и поэтому алгоритм должен устойчиво работать в условиях статистических шумов.

Для определения параметров алгоритма управления на вход исполни­тельной системы подавались сигналы заданной формы и определялись вы­званные ими изменения координат центра Солнца. Сигналы подавались двух типов - гармонические и шумовые. Гармонические сигналы различ­ной частоты позволили построить амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики системы. В рабочем режиме изменения координат Солнца под влиянием управления порядка шума, поэтому определение АЧХ и ФЧХ требует статистической обработки данных. Шумовые сигналы долж­ны были использоваться для определения передаточной функции управле­ния в рамках модели авторегрессии - скользящего среднего (АРСС).

Анализ АЧХ и ФЧХ в области от 1.5Гц до 300 Гц (частота Найквиста) показал, что система имеет резонанс на частоте, близкой к 180 Гц. Показа­но, что в этом случае в рамках модели АРСС не существует передаточной функции, позволяющей реализовать устойчивое управление. Для построе­ния устойчивого алгоритма предлагается использовать разные способы управления в разных частотных областях - ниже, выше и в окрестности ре­зонансной частоты.