Синтез системи керування імпульсного джерела струму плазмової дуги

Abstract

UK: Мета роботи. Синтезувати аналітично астатичну цифрову систему стабілізації струму дуги плазмотрону за заданими прямими показниками якості та порядку астатизму. На основі неперервного прототипу в результаті вирішення задачі визначення бажаної передавальної функції замкнутої системи. Крім заданого часу регулювання (одного з головних показників) необхідно забезпечити додаткові вимоги до якості в перехідних режимах. Методи дослідження. Метод комп'ютерного моделювання, метод поділу – оптимальної фільтрації та оптимального детермінованого керування та методи налаштування регуляторів. Отримані результати. Обґрунтовано лінеаризовану дискретну математичну модель імпульсного перетворювача; визначено узагальнені параметри цієї моделі. За цією моделлю розраховано, проаналізовано та представлено синтез регуляторів цифрової системи керування струмом плазмової дуги. Цифрові системи мають більш високу технологічність і надійність. Однак завдання синтезу цифрових систем складніше порівняно з аналогічним завданням у безперервному випадку. Стаття присвячена розв'язанню задачі синтезу дискретної автоматичної системи стабілізації струму плазмової дуги, реалізація якої здійснюється на основі принципу керування виходом і впливом із заданими прямими показниками якості. Ефективність запропонованих методів ілюструється чисельними прикладами. Наукова новизна. Перевагою розглянутого методу є те, що за допомогою його вдається усунути методичну помилку при синтезі астатичних цифрових систем, викликану дискретизацією бажаних функцій неперервних систем. Практична цінність. Використання реалізованої процедури автоматизованого синтезу дозволяє: підвищити якість та продуктивність праці розробників на етапі ескізнотехнічного проектування дискретних керуючих систем; прискорити та автоматизувати процес наукових досліджень цифрових керуючих систем. Подані в роботі результати використані під час проектування імпульсних джерел живлення з струмовим керуванням. EN: Purpose. To synthesize analytically astatic digital system for stabilizing the plasmatron arc current according to the given direct indicators of quality and order of astaticism. Based on a continuous prototype as a result of solving the problem of determining the desired transfer function of a closed system. In addition to the given regulation time (one of the main indicators), it is necessary to provide additional requirements for quality in transient modes. Methodology. Computer simulation method, separation method – optimal filtering and optimal deterministic control and methods for adjusting regulators. Findings. A linearized discrete mathematical model of a pulse converter is substantiated; the generalized parameters of this model are determined. According to this model, the synthesis of regulators of a digital plasma arc current control system is calculated, analyzed and presented. Digital systems have higher manufacturability and reliability. However, the task of synthesizing digital systems is more difficult compared to a similar task in the continuous case. The article is devoted to solving the problem of synthesizing a discrete automatic plasma arc current stabilization system, the implementation of which is carried out on the basis of the principle of output and influence control with specified direct quality indicators. The effectiveness of the proposed methods is illustrated by quantitative examples. Originality. The advantage of the considered method is that it can eliminate the methodological error in the synthesis of astatic digital systems caused by the discretization of the desired functions of continuous systems. Practical value. The use of the implemented automated synthesis procedure allows: to increase the quality and productivity of developers at the stage of technical design of discrete control systems; to accelerate and automate the process of scientific research of digital control systems. The results presented in the work were used in the design of switching power supplies with current control.