Оптимальне тестування з використанням ПІД регулювання для CVT системи регулювання

«Системи оптимального та інтелектуального керування»

На тему: «Оптимальне тестування з використанням ПІД регулювання для CVT системи регулювання»

РЕФЕРАТ

Для підвищення точності керування та покращення динамічних характеристик неперервної змінної. Керування системою передачі, метод обробки даних названий оптимальний тест (Оптимум), який зазвичай застосовується в хімічних експерементах. Після того, як параметри будуть зняті, критичне підсилення КВ розімкнутої системи визначає стабільність. Кінцевий результат у вигляді динамічних характеристик системи моделюються в програмному середовищі Matlab SIMULINK. Таким чином ми зможемо отримати наглядний приклад використання оптимальних параметрів ПІД регулятора та отримання оптимального відпрацювання завдання. Моделювання показало, що ПІД регулювання для системи керування CVT (Continuously Variable Transmission) з використанням методу оптимального тесту зростає точність керування та швидкість реакції обертання валу. Також система має кращі показники керування, а ніж ПІД регулювання без використання методу оптимального тесту.

        ПІД, СИСТЕМА КЕРУВАННЯ, МЕТОД ОПТИМАЛЬНОГО ТЕСТУ, CVT

ВСТУП

              В наш час йде зростання тенденції зменшення споживання енергії і, як наслідок зменшення викидів вихлопних газів. Ця тенденція вже стала значною проблемою автовиробників. Тому автовиробники проводять масові експерименти, що дозволяють автомобілям відповідати сучасним вимогам. Одним із таких напрямків є використання безступінчатої коробки передач (варіатор CVT) у авто. Даний вид трансмісії дозволяє покращити показники економії палива та викидів вихлопних газів. Саме за допомогою варіатора можна отримати максимум потужності із двигуна малого об’єму, адже CVT змінює своє передаточне число залежно від швидкості обертання двигуна і незалежно від навантаження. Оптимальне керування передаточним числом та отримання оптимальної динамічної системи є основним питанням цього дослідження.

             Система трансмісії на основі варіатора в сучасному світі повинна мати високі характеристики на виході, швидкодію та низьке використання енергії [1,2]. Тому в наш час в таких системах широко використовуються методи ПІД регулювання [3,4]. Тим не менш, ПІД параметри доволі довго налаштовувати. Моделювання показало, що використання методу оптимального тесту або знаходження оптимуму може визначити одне групове значення оптимального параметру за доволі короткий час, тому використання даної системи цілком задовольняє поставлені задачі оптимізації.

1. МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ

      Передатна функція, що виражає систему контролю CVT наведено нижче.

[pic 1]

(1)

        У вир.1, [pic 2] є коефіцієнтом підсилення, [pic 3] – коефіцієнт демпфування та ώh є кутова швидкість системи.

        Коефіцієнт підсилення Kv без зворотного зв’язку може визначатися точністю положення у відповідності до джерела [4], але нижня границя Kv може визначатися доволі просто. Для розробника електро-гідравлічних сервосистем, є все ще дуже складно визначити коефіцієнт підсилення Kv для розімкнутої системи, навіть коли ми знаємо нижню границю Kv. Тим не менш, автор цієї статті може визначити найвище значення коефіцієнту Kv у відповідністю зі стійкістю системи.

          Типове рівняння замкнутої системи:

[pic 4]

          Тоді таблиця обчислень Рауса, може бути отримана за допомогою критерію стійкості Рауса-Гурвіца:

           Очевидно, що умова стійкості цієї системи [5]: [pic 5], нехай [pic 6]і [pic 7] Тоді, [pic 8]

           Найнижча границя  [pic 9], може бути отримана з методики, що наведена в джерелі літератури [5]. Отже, таким чином область застосування коефіцієнту підсилення [pic 10] без зворотного зв’язку складає:

[pic 11]

1. ВИПРОБУВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС ОПТИМАЛЬНИХ ПІД ПАРАМЕТРІВ

              Так звана програма ПІД регулювання представляє собою контролюючу програму, яка контролює пропорціональну, інтегральну та диференціальну зміну сигналу похибки  e(t). Математичний вираз програми ПІД системи контролю наводиться нижче: