Prosta dwupunktowa metoda wyznaczania parametrów dynamicznych rozszerzonego modelu Strejca

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_258/39

wyślij Robert Bieda Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Katedra Automatyki i Robotyki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule przedstawiono metodę identyfikacji parametrów rozszerzonego modelu Strejca. Proponowane rozwiązanie umożliwia określenie optymalnego rzędu modelu oraz jego parametrów: wzmocnienia statycznego, stałej czasowej i czasu opóźnienia, wykorzystując mechanizm punktów charakterystycznych odpowiedzi skokowej. Zdefiniowano punkty charakterystyczne, które są niezależne od rzędu identyfikowanego modelu. Dzięki temu procesowi proponowane rozwiązanie zachowuje prostotę działania porównywalną z klasycznymi metodami dwupunktowymi, umożliwiając jednocześnie uzyskanie wyników na poziomie zaawansowanych metod analizy charakterystyki czasowej układu dynamicznego. Zaproponowaną metodę skonfrontowano symulacyjnie ze znanymi algorytmami identyfikacji parametrów dynamik inercyjnych z czasem opóźnienia.

Słowa kluczowe

identyfikacja układów dynamicznych, model Strejca, modelowanie układów dynamicznych, obiekty wieloinercyjne, uproszczone modele dynamiczne

A Simple Two-Point Method for Determining the Dynamic Parameters of the Extended Strejc Model

Abstract

The article presents a method for identifying the parameters of the extended Strejc model. The proposed solution facilitates the determination of the optimal model order and its parameters: static gain, time constant, and delay time, by utilizing the mechanism of characteristic points of the step response. Characteristic points, which are independent of the order of the identified model, have been defined. This process allows the proposed solution to maintain operational simplicity comparable to classical two-point methods while simultaneously achieving results at the level of advanced methods for analyzing the time characteristics of a dynamic system. The proposed method was compared, through simulation, with known algorithms for identifying the parameters of inertial dynamics with delay time.

Keywords

identification of dynamic systems, modeling of dynamic systems, multi-inertial objects, simplified dynamic models, Strejc model

Bibliografia

  1. Isermann R., Münchhof M., Identification of Dynamic Systems, An Introduction with Applications, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011, DOI: 0.1007/978-3-540-78879-9.
  2. Åström K.J., Hägllund T., PID controllers: theory, design and tuning, 2nd ed., Instrument Society of America, 1995.
  3. Fortuna L., Nunnari G., Gallo A., Model Order Reduction Techniques with Applications in Electrical Engineering, Springer-Verlag London, 1992, DOI: 10.1007/978-1-4471-3198-4.
  4. Ziegler J.G., Nichols N.B., Optimum settings for automatic controllers, “Transactions of the ASME”, Vol. 64, No. 8, 1942, 759–768, DOI: 10.1115/1.4019264.
  5. Cohen G.H., Coon G.A., Theoretical Consideration of Retarded Control, “Transactions of the ASME”, Vol. 75, No. 5, 1953, 827–834, DOI: 10.1115/1.4015451.
  6. Byrski W., A new method of multi-inertial systems identification by the Strejc model, [In:] Trends in Advanced Intelligent Control, Optimization and Automation, KKA 2017, Springer, Vol. 577, 2017, 536–549, DOI: 10.1007/978-3-319-60699-6_52.
  7. Broida V., L’extrapolation des reponses indicielles aperiodiques, “Automatisme”, T. XIV, No. 3, 1969, 105–114.
  8. Bequette B.W., Process Control: Modeling, Design, and Simulation, 2nd ed., Pearson, 2002.
  9. Strejc V., Näherungsverfahren für aperiodische Übergangscharakteristiken, “Regelungstechnik”, Vol. 7, 1959, 124–128, DOI: 10.1524/auto.1959.7.112.124.
  10. Żuchowski A., Wyznaczanie parametrów rozszerzonego modelu Strejca w oparciu o pomiar charakterystyki skokowej, „Pomiary Automatyka Kontrola”, R. 46, Nr 7, 2000, 6–9.
  11. Żuchowski A., Nietypowe metody eksperymentalnego wyznaczania parametrów zastępczego modelu Strejca, „Pomiary Automatyka Kontrola”, R. 59, Nr 1, 2013, 55–58.
  12. Żuchowski A., Eksperymentalne wyznaczanie parametrów modelu Strejca z uwzględnieniem korekcji, „Pomiary Automatyka Kontrola”, R. 60, Nr 12, 2014, 1221–1223.
  13. Papliński J.P., Żuchowski A., The Strejc model parameters identification with analysis of influence of random disturbances, 18th International Conference on Methods & Models in Automation & Robotics (MMAR), 2013, 666–671, DOI: 10.1109/MMAR.2013.6669990.
  14. Żuchowski A., Wyznaczanie parametrów rozszerzonego modelu Strejca w warunkach silnych zakłóceń, przy wykorzystaniu specjalnych charakterystyk, „Pomiary Automatyka Kontrola”, R. 60, Nr 12, 2014, 1215–1217.
  15. Ostaszewicz D., Rogowski K., Application of Genetic Algorithms for Strejc Model Parameter Tuning, “Electronics”, Vol. 13, No. 18, 2024, DOI: 10.3390/electronics13183652.
  16. Kurek J., Aproksymacja modelem inercyjnym I rzędu z opóźnieniem układu inercyjnego n-tego rzędu, „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 14, Nr 11, 2010, 49–51.
  17. Żuchowski A., Model dynamiki obiektu o stałych czasowych tworzących postęp geometryczny i jego wybrane aplikacje, „Pomiary Automatyka Kontrola”, R. 56, Nr 4, 2010, 305–307.