Раньше-то я знал, что ничего не знаю.А теперь и этого не знаю….
1 Предисловие
- Понятие «наблюдатель состояния» является общим понятием теории управления. Приводная же общественность понимает под «наблюдателем» некую структуру, которая позволяет по известным параметрам работающего двигателя или привода, оценивать неизвестные величины.
В приводах переменного тока с датчиком скорости к известным параметрам относятся: ток, напряжение и скорость, то есть измеряемые параметры. В этом классе приводов наблюдатели могут применяться для оценки потока и сопротивлений асинхронных двигателей.
При отсутствии датчика скорости задача усложняется, так как скорость исчезает из разряда известных (измеряемых) параметров и добавляется в разряд оцениваемых. В этом случае в любых векторных приводах переменного тока наблюдатели просто необходимы.
Раздел наблюдателей состояния в электроприводе весьма непростой и, наверное, самый обширный. Вместе с тем, русскоязычная литература по этому вопросу отсутствует практически полностью.
- Взгляд автора на построение наблюдателей формировался «с нуля», в процессе решения нескольких практических задач. Скорее всего, книжка может быть интересна тем, кто также «с нуля» начинает знакомиться с данным вопросом. С нее можно начать, но останавливаться на ней нельзя.
- В немногочисленных отечественных публикациях и существующей по данному вопросу зарубежной литературе электромагнитные процессы в двигателях переменного тока описываются с помощью матричной математики. Впервые матрицы упоминались ещё в древнем Китае и назывались тогда «волшебными квадратами». Матричные выражения весьма лаконичны с точки зрения записи, но сильно затуманивают физическую реальность. Кроме того, при их алгоритмической реализации все равно приходится опускаться на уровень одномерных математических выражений (проекций векторов). Возможно, поэтому матрицы не сильно популярны среди наших инженеров-электротехников. А может, это просто издержки нашего математического образования. Так или иначе, но нам привычнее векторные уравнения. Поэтому в дальнейшем изложении я постараюсь применять матричную запись только там, где громоздкость формы векторных соотношений будет мешать восприятию содержания.
На всякий случай сознательным читателям рекомендую кратко повторить следующие вопросы:
сложение и вычитание матриц;
умножение матрицы на число и матрицы на матрицу;
транспонирование матриц и свойства транспонированных матриц;
дифференцирование матриц;
квадратичные формы и их свойства;
определители и миноры матриц;
обратная матрица.
Особенно пытливым исследователям, желающим еще и проверить приводимые матричные выкладки, советую делать это не вручную, а с помощью какой-нибудь вычислительной программы (например, Mathcad).
В целом хочется заметить, что без матриц в приводах не обойтись. Люди, давайте учить математику!!!
- Важное место в книжке отводится анализу устойчивости наблюда-
- телей, поэтому изначально неплохо было бы понимать основы теории
- устойчивости систем.
- Для нормального восприятия раздела, посвященного фильтру Калмана, желательно иметь хотя бы «уд.» по теории вероятностей.
- При изложении материала автор исходил из того, что с его первой книжкой («Векторное регулирование - заметки практика») читатель уже знаком
- Предостерегаю читателей от попыток читать разделы не по порядку (будет непонятно).
- Выражаю сердечную благодарность А. Александрову за участие в написании раздела посвященного фильтру Калмана.
- Автор не претендует на владение истиной в последней инстанции и понимает, что данная публикация может вызвать сомнения, замечания и возражения. Страшно сказать – возможны даже ошибки. Цель публикации, в основном, - не дать готовые решения, а ознакомить читателя с методами построения наблюдателей и разбудить мысль.
- Прошу меня извинить за употребление слова «поток» вместо слова «потокосцепление» (привычка).
С полной версией книги вы можете ознакомиться пройдя по ссылке: НАБЛЮДАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ в векторном электроприводе Ю.Н. Калачев
