Для выбора коэффициента пропорционального регулятора исполь-
зована линейная модель второго порядка, полученная путем иденти-
фикации по данным численного эксперимента на нелинейном коде
плазмофизических расчетов DINA [16]. Использование такой модели
для синтеза пропорционального регулятора имеет ряд преимуществ по
сравнению с моделью высокого порядка, описанной ранее. В частно-
сти, для такой модели может быть аналитически определена область
значений коэффициента регулятора, обеспечивающих устойчивость
замкнутой скалярной системы.
В результате решения задачи идентификации были найдены пара-
метры скалярной передаточной функции модели объекта управления
W
(
s
) =
K
/[(
T
1
s
+ 1) (
T
2
s
+ 1)]
с одним неустойчивым полюсом
s
0
=
−
1
/T
2
>
0
. Объект управле-
ния включает в себя исполнительное устройство, плазму в токамаке и
дифференцирующий фильтр. Значения найдены путем идентификации
параметров и приведены в таблице.
Таблица
Данные идентификации скалярной модели плазмы в ИТЭР
№ точ-
ки
Ток
плазмы,
МА
Время
сценария
ИТЭР, с
K T
1
T
2
Запас устой-
чивости по
амплитуде, дБ
Запас устой-
чивости по
фазе, градусы
1
11,5
56,2 0,086 0,032 – 0,122 – 5,56
34,9
2
12,5
63,2 0,082 0,039 – 0,120 – 5,13
29,6
3
13,5
72,6 0,077 0,041 – 0,121 – 4,55
28,0
4
15,0
100,0 0,069 0,038 – 0,124 – 3,69
28,8
Несмотря на существенное изменение тока плазмы в диапазоне от
11,5 до 15МА на исследованном участке сценария, параметры объекта
управления изменяются незначительно [15], что позволяет применять
для его стабилизации пропорциональный регулятор с неизменным ко-
эффициентом усиления.
Было проведено исследование устойчивости идентифицированных
моделей, в результате чего был рассчитан коэффициент пропорцио-
нального регулятора, обеспечивающий максимальные значения запа-
сов устойчивости замкнутой системы для всех исследованных точек
сценария. Значения запасов устойчивости, которые обеспечивает вы-
бранный регулятор, приведены в таблице. Диаграммы Найквиста для
разомкнутых идентифицированных систем с выбранным регулятором
показаны на рис. 3.
В дальнейшем при управлении всей стадией ввода тока плазмы
предполагается применение адаптивного регулятора, возможности ко-
торого исследованы в работе [17].
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2010. № 2 27
