Синтез систем автоматического управления объектами теплоэнергетики при отсутствии достоверной информации об их математических моделях

• Автор: Гришин, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Экспертный синтез алгоритмов управления с использованием теории нечетких множеств
1.1 Теория нечетких множеств и ее приложение к синтезу систем управления объектами с неизвестными математическими моделями

1.2 Структурные схемы систем управления с нечеткими регуляторами

1.3 Синтез Риггу-ПИ регулятора

1.4 Настройка Риггу-ПИД регуляторов

1.5 Анализ целесообразности применения традиционных и нечетких регуляторов в системах регулирования объектов ТЭС

Выводы и постановка задачи

Глава 2. Экспертный синтез алгоритмов управления с использованием интегрированного метода адаптации

2.1 Экспертный синтез алгоритмов управления

2.2 Идентификация объекта управления
2.2.1 Расчет вектора КЧХ объекта методом автоколебаний
2.2.2 Расчет вектора КЧХ объекта методом ГСК
2.2.3 Аппроксимация моделью одного вектора КЧХ объекта управления
2.2.4 Аппроксимация моделью двух векторов КЧХ объекта управления
2.3 Настройка системы регулирования
2.3.1 Нахождение оптимальных, безразмерных параметров настройки ПИ(ПИД) регуляторов

2.3.2 Метод оперативного расчета оптимальных параметров настройки ПИ-регуляторов
2.3.3 Метод оперативного расчета оптимальных параметров настройки идеальных ПИД-регуляторов
2.3.4 Метод оперативного расчета оптимальных параметров настройки реальных ПИД-регуляторов
2.4 Экспертный синтез интегрированного алгоритма адаптации САУ
2.5 Имитационное моделирование функционирования интегрированного алгоритма адаптации для типового объекта ТЭС
2.6 Оценка корреляционной функции стационарного случайного процесса
2.7 Расчет оцениваемого количества периодов колебаний системы при использовании метода ГСК
2.8 Алгоритм текущей оценки качества функционирования системы регулирования
Глава 3. Распространение метода на другие технологические процессы
3.1 Электрическая печь
3.2 Исследование влияния выбора частоты при настройке
3.3 Модель контура давления воздуха в ферментере на фармацевтическом
предприятии
3.4 Исследование влияния начальной произвольной настройки
3.5 Апробация метода на реальном технологическом производстве
Заключение
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы:
Основной задачей теории автоматического управления (ТАУ) является синтез алгоритмов функционирования систем управления (САУ), оптимизирующих тот или иной принятый критерий качества управления. Для решения этой задачи считается, безусловно, необходимым располагать математической моделью объекта управления.
Однако, не для всех объектов удается получить такую модель с должной точностью общеизвестными аналитическими или экспериментальными методами. Объекты тепловой энергетики в большинстве своем относятся именно к такому типу объектов. Аналитический способ получения их моделей связан с введением множества эмпирических закономерности, степень соответствия которых изучаемому конкретному объекту имеет весьма приближенный характер, причем совместное влияние неточности множества подобных закономерностей на конечный результат не всегда поддается учету. Поэтому на практике, всегда, когда это возможно, предпочитают пользоваться экспериментальным способом оценки модели объекта.
Экспериментальную модель объекта обычно получают в виде его переходных характеристик, причем, с объекта на время проведения экспериментов устраняется регулирование. Однако, по причине того, что во время проведения экспериментов объект продолжает функционировать, находясь под воздействием многочисленных случайных неконтролируемых помех и возмущений, то оцениваемая характеристика оказывается случайной функцией времени. Для оценки истинного ее значения приходится повторять эксперимент несколько раз. К сожалению, опыт получения таких характеристик (в частности, на объектах теплоэнергетики) с использованием методов математической статистики [1] свидетельствует о необходимости подобного повторения нереально большого

Ке =0.3157, КА€ =0.00026, КАи =0.00079 (1.10)
Используя (1.10) можно рассчитать нормированные (в диапазоне [-1, 1] ) значения входных и выходных переменных:
г"=—, д£"=—, Дм = Ли" *К.
к, кА;
(їді)
Структура Fuzzy-ПИ регулятора представлена на рис. 1.12. Он имеет два входных сигнала є", Де" и один выходной сигнал Дм". Функции принадлежности для £, As, Ли представлены на рис 1.15 (а-в).
ирдмяря
-1.00 -0.75 -0.50 0.25 0.00 0 75 0.50 0.75*1.00 і м «XX2L&* й
■' Г 1*630000 І
Iа■,‘1 ^.Çff:
Ря* pppp ж %
*■^4 « ; “ V ; и n і-11 ; ... : •' * - '

щттшщ
ЩЩфШШ

a) Функция принадлежности є
-Г;. -Ш:: :
Nembership Fonctions
le »SWtii
ЗЖЖжЗ
І . , , , ’
* ' " і ^ ** ' ‘ f
Зи«-' '■»»»
-| - иивди ijj ■ J |1 ожзо
¥ - - — - -і
іііШііі! Ш ШжШш. SlSiSl ійШІІ І1ІІ1 II ■ III: ІіШІ: І? ШШ Й1І II.
LlIJJ

»притаї ,г
Щ 1 о 333
.2 С І ]о 000000 J
; ônrâfrâ

4Г* )0 333

І11ІІВІЙІІІІ!

-* * с* :
б) Функция принадлежности A s