Методика синтеза адаптивных распределенных систем управления температурными полями туннельных печей

• Автор: Зайцев, Сергей Владиленович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пятигорск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Ведение

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

1.1 Обоснование использования многоканальных систем

управления.

1.2 Сравнение методов анализа и синтеза I I

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

2.1 Конструкция модели

2.2 Математическая модель печи

2.3 Дискретная модель печи

2.4 Математическая модель печи в рабочем режиме

2.5 Дискретная модель печи в рабочем режиме
Выводы по второй главе
3.АНАЛИЗ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Оценка динамики объекта управления классическими методами
3.2 Оценка динамики объекта управления методами СРП
Выводы по третьей главе
4. СИНТЕЗ РАСПРЕДЕЛЕННОГО РЕГУЛЯТОРА НА ПРИМЕРЕ ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
4.1 Анализ объект управления с использованием спектров Гершгорина
4.2 Синтез РВР без учета параметрических возмущений
4.3 Синтез РВР с учетом параметрических возмущений
4.4 Синтез РВР методами СРП
4.5 Реализация РВР
4.6 Аппаратная и программная реализация регулятора
Выводы но четвертой главе
5. АДАПТИВНАЯ НАСТРОЙКА РАСПРЕДЕЛЕННОГО РЕГУЛЯТОРА.
5.1 Методика синтеза адаптивного распределенного регулятора
5.1.1 Определение параметров объекта
5.1.2 Оценка влияния шумов при определении параметров
объекта.
5.1.3 Оценка влияния погрешности параметров объекта
на определение параметров РВР
5.1.4 Синтез параметров регулятора
5.1.5 Определение влияния параметра АС на параметры РВР
5.1.6 Адаптивная настройка регулятора во время работы
5.2 Реализация адаптивной настройки регулятора
5.2.1 Реализация алгоритма определения параметров объекта
5.2.2 Реализация алгоритма определения параметров регулятора
5.2.3 Реализация алгоритма адаптации параметров регулятора
Выводы по пятой главе
Заключение
БИБЛИОГРАФИЯ


В этой зоне известь охлаждается от 0 до -0°С. Создание распределенных систем управления позволяет улучшить технологический процесс, обеспечивая требуемое распределение температу ры по зонам печи и учесть взаимное влияние между зонами. В нефтехимической промышленности в зимних условиях хранения нефтепродуктов зонная система управления позволит экономить электроэнергию, затрачиваемую на подогрев нефтепродуктов при хранении и частичном заполнении емкостей нефтепродуктами. Определяя теплопередачу по зонам, можно изменять тепловую мощность, подводимую к различным зонам емкости в зависимости от ее заполнения. Выше перечисленные проблемы требуют создания многоканальных систем управления, которые позволят решить эти проблемы. Однако широкому использованию распределенных систем управления, мешает недостаточная разработанная методика синтеза многомерных систем при условии, что объект управления является диагонально не доминантным, а большинство печей используемых в промышленности относятся к таким объектам. Многоканальные системы управления при определенных условиях переходят в системы управления с распределенными параметрами. Синтез регуляторов многоканальных систем управления должен использовать математический аппарат СРП. Поэтому в данной работе используем методы СРП для создания адаптивного РВР. Классические методы синтеза промышленных регуляторов не учитывают пространственные координаты расположения датчиков информации и исполнительных элементов. СРП значительно сложнее, но полученный выигрыш позволит улучшить качество технологического процесса. Для того чтобы найти решение мат. Собственные вектор - функции (пространственные моды) формируются с учетом геометрических параметров объекта и его граничных условий. Методы анализа объекта управления (ОУ) и синтеза регуляторов (СРП) учитывающие весь бесконечный спектр пространственных мод. АКОР для СРП), которое основывается на принципе оптимальности Бсллмана и принципе максимума Поитрягина. Общим вопросам АКОР для систем с распределенными параметрами посвящены работы Сиразетдинова Т. К. , Дегтярева Г. Л., Егорова А. И. , а также работы Eljai A. Khargonckar P. P. and Pool la К. В работах Сиразетдинова Т. К. и Егорова А. И. приведен вывод интегро-дифференциального уравнения типа Риккати при квадратичном критерии качества, а так же вывод интегро-дифференциального уравнения типа Риккати для стохастических систем при неполном измерении функции состояния системы. Граничные условия считаются однородными и нулевыми. Основным препятствием на пути применения АКОР для СРП является трудность решения интегро-диффереициального уравнения типа Риккати. Даже если удалось построить решение интегро-дифференциального уравнения на основе собственных всктор-функций, остается неясным, как аппроксимировать конечным образом бесконечную систему дифференциальных уравнений, к решению которой сводится решение уравнения типа Риккати. Следует также отметить трудность выбора весовых функций функционала оптимизации и сложность решения задачи наблюдения. Для выработки управляющего воздействия регулятором, синтезированным по методу АКОР, необходимо знать состояние объекта управления, а измерению доступно ограниченное число точек (как правило, это точки установки датчиков). Вследствие этого возникает задача восстановления функции состояния объекта, или задача наблюдения. Бутковского А. Э. Я. Рапопорта и его учеников, а так же в работах Пустыльникова Л. М., Кубышкин В. А., Финягина В. И., Чубаров E. I., Martin J. С. Б. Этот метод основывается на том, что реакция объекта на дельта -функцию, приложенную в некоторой пространственной точке области входного воздействия в некоторый момент времен представляется в виде функции Грина или импульсной переходной функции. Для этого водятся понятия распределенного блока, распределенных функций входа и выхода. Для описания сложных СРП определены операции соединения отдельных блоков и а также получена передаточная функция замкнутой СРП. Нахождение регулятора тогда решается с помощью метода параметрического синтеза.