Алгоритмическое обеспечение автоматической параметрической оптимизации систем с широтно-импульсной модуляцией

• Автор: Маланова, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Оптимизация систем с широтно-импульсной модуляцией в условиях параметрического несоответствия

1.1. Автоматические системы регулирования с широтно-импульсной модуляцией

1.2. Методы теории чувствительности при параметрической оптимизации импульсных систем

1.3. Обеспечение робастности алгоритмов автоматической параметрической

оптимизации

Выводы по главе

Глава 2. Алгоритм автоматической параметрической оптимизации систем с широтно-импульсной модуляцией

2.1. Анализ алгоритма автоматической параметрической оптимизации

2.2. Модуляционные характеристики систем с широтно-импульсной модуляцией

2.3. Модернизация алгоритма АПО
2.4. Автоматизированное рабочее место инженера-исследователя
Выводы по главе
Глава 3. Функции чувствительности для систем с широтно-импульсной модуляцией
3.1. Вывод функций чувствительности по параметрам объекта регулирования
3.2. Проверка достоверности полученных функций чувствительности
3.3. Особенности моделирования функций чувствительности для систем с
широтно-импульсной модуляцией
Выводы по главе
Глава 4. Неполная информация в процессах параметрической оптимизации
4.1. Влияние параметрического несоответствия на качество регулирования

4.2. Обеспечение робастности алгоритма в условиях параметрического несоответствия на основе принципа обучающихся моделей и теории чувствительности
4.3. Расчет допусков на параметры модели объекта регулирования в условиях
параметрического несоответствия
Выводы по главе
Глава 5. Применение робастного алгоритма АПО в АСР, стабилизирующей мощность дробилки
5.1. Описание технологического процесса
5.2. Применение алгоритма АПО при регулировании производительности
конусной дробилки в условиях параметрического несоответствия
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение 1. Комплекс программ, разработанный на базе алгоритмического обеспечения автоматической параметрической оптимизации систем с

Приложение 2. Процедура численного дифференцирования выходной
координаты системы по параметру ко6
Приложение 3. Процедура, обеспечивающая робастность алгоритма
Приложение 4. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки
Приложение 5. Справка об использовании НИР

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время автоматические системы регулирования (АСР) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) имеют широкое применение в обогатительной, нефтехимической промышленности, энергетике для стабилизации режимов работы силовых установок, транспортного потока, регулирования температурных режимов технологических процессов, регулирования питающего напряжения различных электрических аппаратов и т. д. Преимуществом систем с ШИМ является возможность повышения помехозащищенности, надежности, точности регулирования [9, 35, 95], в ряде случаев простота реализации и специфика технических устройств, применяемых в АСР [42, 89]. Большой вклад в изучение систем с ШИМ внесли Е. Н. Розенвассер, Р. М. Юсупов, В. М. Кунцевич, Я. 3. Цыпкин, В. И. Костюк, Л. А. Широков.
Для современных АСР, в том числе систем с ШИМ, важным является обеспечение оптимального регулирования, исходя из принятого критерия, поскольку в противном случае могут возникать сбои в работе оборудования, выход его из строя, аварийные простои производства. В связи с этим необходимо создание программного обеспечения, позволяющего находить оптимальные настраиваемые параметры на основе методов автоматической параметрической оптимизации. Описанный в [65, 67, 68] алгоритм автоматической параметрической оптимизации (АПО), разработан для систем с ШИМ. Он позволяет находить вектор оптимальных настраиваемых параметров регулирующего устройства, исходя из принятого критерия.
Возникает проблема: исследуемый алгоритм АПО основан на модели реальной системы регулирования и относится к классу беспоисковых, в которых используются флуктуации возмущающих или управляющих воздействий, имеющие место в условиях нормальной эксплуатации [50]. Модель и объект регулирования могут не совпадать по каким-либо причинам. В настоящей диссертационной работе рассмотрен случай параметрического несоответствия, под которым здесь понимают отличие параметров оператора модели объекта

Глава 2. Алгоритм автоматической параметрической оптимизации систем с широтно-импульсной модуляцией
Представлен анализ алгоритма АПО, который является базовым. Для улучшения его характеристик предложены модификации. Особое внимание уделено описанию модуляционной характеристики, так как их применение в алгоритмах АПО для систем с ШИМ мало изучено.
2.1. Анализ алгоритма автоматической параметрической оптимизации
В силу сложности описания результатов исследований, не исключая их общности, оператор объекта регулирования С (р) системы с ШИМ, структурная схема которой изображена на рисунке (1.1.1), конкретизирован следующим образом
в (/>) = — — (2ЛЛ)
’ р (тоб1р + Шоб2р+1)
Здесь к1Ш , к о6 - коэффициенты передачи исполнительного элемента и объекта
регулирования соответственно; Тоб], То62 - постоянные времени. При этом
—— >1, Тоб-тах(Тоб],Тоб2) . Процессы, протекающие в АСР с ШИМ, можно описать уравнениями
£(/) = Д(/) - д:(/),
м(0 = <лД/0, (2.1.2)
х(0 = ср(р)и( О»
где 0:с — оператор импульсного элемента.
Характеристика импульсного элемента представлена формулой (1.1.3). Скважность к -импульса, определяется по модуляционной характеристике
г ч V I п (2Л-3)