Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Идентификатор DOI: 10.26732/j.st.2020.3.05

Ключевые слова: PID-controller, dynamic negative feedback system, modelling, genetic algorithm, ПИД-регулятор, система с обратной связью, моделирование, генетический алгоритм, SimInTech, автоматизация, синтез

Аннотация: Эффективность и качество функционирования локальных систем автоматического управления в составе автономного объекта во многом определяются регулятором в их составе и используемым законом управления. Для синтеза регулятора необходимо использование современных систем автоматизированного проектирования. В статье представлены результаты применения генетического алгоритма в качестве метода параметрического синтеза управляющего устройства ПИД-типа в среде динамического моделирования технических систем SimInTech, которая в настоящее время используется на ряде предприятий ракетно-космической отрасли Российской Федерации. Объектом исследования выступает динамическая система с обратной связью на примере системы автоматического управления угловым положением искусственного спутника Земли. Представлена функциональная схема и упрощенная математическая модель системы автоматического управления в виде передаточных функций ее звеньев и ее реализация в среде SimInTech. Компьютерная модель системы, а также синтез регулятора, реализованы как пакет проектов на основе типовых блоков и субмоделей SimInTech, взаимодействующих через общую базу сигналов, которая обеспечивает обмен информацией между проектами, делая модель системы гибкой и универсальной с применением стороннего программного обеспечения - интерактивной оболочки для языка программирования Python - Jupyter Notebook. Описана организация взаимодействия SimInTech и Jupyter Notebook, представлены скрипты программ для его реализации. Efficiency and quality of operation of local automatic control systems as part of an autonomous object is mainly determined by the regulator in their composition and the used control law, for the synthesis of which is necessary to use modern computer-aided design systems. The article presents the results of the application of genetic algorithm as a method of parametric synthesis of the PID-controller implemented in the SimInTech visual dynamic modeling environment, which currently is used by enterprises in the rocket and space sectors of Russian Federation. Object of research is the dynamic negative feedback system on the example of the automatic angular position of artificial satellite control system. The functional scheme and the simplified mathematical model of the system in the form of the transfer functions of its links are presented. The computer model of the system as well as a process of synthesis of the controller are implemented as a package of projects, based on standard blocks and submodels SimInTech. Projects interact using a common signal base, which provides information exchange between projects, making the system model flexible and versatile. An interactive computing environment for programming language Python, Jupyter Notebook, is used as a third-party software. The organization of interaction between SimInTech and Jupyter Notebook is described, scripts of programs for its implementation are presented.

Журнал: Космические аппараты и технологии

Выпуск журнала: Т. 4, № 3

Номера страниц: 171-177

ISSN журнала: 26187957

Место издания: Железногорск

Издатель: Технологическая платформа "Национальная информационная спутниковая система"

• Михайленко Людмила Андреевна (Сибирский федеральный университет)
• Русин Дмитрий Сергеевич (Сибирский федеральный университет)
• Устименко Валерия Владимировна (Сибирский федеральный университет)
• Чубарь Алексей Владимирович (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК