Исследование динамических свойств адаптивных систем с идентификатором для компенсации контролируемых возмущений

• Автор: Карапетян, Марина Рафаэловна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОСНОВНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛДАПТЙШЫХ

СИСТЕМ С ИДЕНТИФИКАТОРОМ. II

1.1. Общие положения. II

1.2. Общие сведения об АСИ II

1.3. Проблема устойчивости АСИ

1.4. Алгоритмы текущей адаптивной идентификации . .

1.4.1. Стационарный одношаговый адаптивный алгоритм

1.5. Постановка задачи

1.6. Выводы по главе I

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ИДЕНТИФИКАТОРОМ .
2.1. Динамические характеристики АСИ для компенса ции возмущений, действующих на процессы производства .
2.2. Асимптотическая устойчивость адаптивных систем управления с идентификатором
2.3. Контроль корней характеристического уравнения
2.4. Исследование корней характеристического уравнения линейной части АСИ при условии, что
объект в системе устойчив
2.4.1. Анализ корней характеристического уравнения модели, параметры которой получены с помощью алгоритма текущих наименьших квадратов .
Стр.
2.4.2. Анализ корней характеристического уравнения модели, параметры которой получены с помощью стационарного одношагового адаптивного алгоритма.
2.4.3. Адаптивные алгоритмы уточнения оценок неизвестных параметров объекта, не допускающие нарушения условия I Ц1 4 .
2.5. Исследование корней характеристического уравнения линейной части АСИ при неизвестном в
смысле устойчивости объекте
2.6. Выводы по главе 2 .
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ АДАПТИВНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ
3.1. Исследование сходимости алгоритмов адаптивной идентификации, не допускающих нарушения условия сЦ 4
3.2. Результаты моделирования адаптивных алгоритмов уточнения неизвестных параметров объекта
3.3. Выводы по главе 3
Глава 4. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ИДЕНТИФИКАТОРОМ ПРОЦЕССОМ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ЕРЕВАНСКОЙ СТАНЦИИ АЭРАЦИИ
4.1. Основные проблемы охраны водных ресурсов . . .
4.2. Ереванская станция аэрации ЕСА .
4.3. Корреляционный анализ данных лабораторных исследований ЕСА
Стр.
4.4. Анализ динамических характеристик модели процесса очистки сточных вод на ЕСА.
4.5. Система управления процессом очистки сточных
вод на ЕСА.
4.6. Выводы по главе 4
ЗАКЛКНЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В третьей главе исследована сходимость разработанных во второй главе алгоритмов построения модели объекта, учитывающих динамические характеристики системы, не допускающие попадания корней характеристического уравнения системы в область вне единичного круга, и проведено сравнение этих алгоритмов с ранее известными. Четвертая глава посвящена разработке системы управления динамическим процессом очистки сточных вод на Ереванской станции аэрации. В силу того, что динамический процесс очистки воды мало изучен и нестационарен, была выбрана система управления, построенная по схеме адаптивной системы с идентификатором, включающей специальные процедуры, которые обеспечили нахождение динамических характеристик системы в области, гарантирующей высокое качество управления. Разработаны алгоритмы вычисления управляющих воздействий, обеспечивающих желаемое качество очистки воды. В заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе. Практическая ценность работы заключается в том, что предложенные алгоритмы идентификации можно использовать при проектировании систем управления для компенсации возмущений, действующих на динамические процессы производства. Реализация данных методов возможна во многих областях промышленности, связанных с крупномасштабными производственными процессами, с объектами, имеющими нестационарный характер. Конкретную реализацию данная работа наша на Ереванской станции аэрации, где внедрена автоматизированная система управления процессом очистки сточных вод. Интегрированные автоматизированные системы управления" (Московский Дом научно-технической пропаганды им. Ф.Э. ХП Всесоюзной школе-семинаре по адаптивным системам (Могилев, ). Основные научные результаты опубликованы в /2-6/. Большинство существующих методов проектирования систем управления требует знания уравнения объекта. Однако во многих случаях детальная информация об управляемом процессе отсутствует. Причиной может быть сложность объекта или отсутствие полного понимания основных взаимосвязей. Существуют различные пути преодоления этих трудностей. Один путь - применение средств идентификации системы для получения модели процесса из экспериментов. Расчет управляющего воздействия далее базируется на полученной модели. Другой путь заключается в настройке параметров регулятора в процессе функционирования объекта. Адаптивное управление с текущей идентификацией является третим путем решения проблемы управления для неполностью известных объектов. Адаптивные системы с идентификатором (АСИ) получили широкое применение для управления динамическими процессами производства. Основные идеи АСИ излагаются ниже. АСИ - адаптивная система управления с идентификатором в цепи обратной связи. Под идентификатором понимается устройство, строящее модель объекта по известным значениям его входов и выходов. Как правило, параметры объекта изменяются, т. Правда из-за простоты алгоритмов уточнения адаптивные модели иногда применяются и для идентификации стационарных объектов, или объектов, приводимых к стационарным. АСИ основана на достаточно естественной комбинации идентификации и управления. При этом процессы идентификации и управления в одних режимах АСИ могут происходить одновременно, а в других - чередоваться. Общая конфигурация АСИ показана на рис. I, где Ъ - входная переменная, У - выходная переменная, Уу - управление. Система работает в двух режимах: первый режим - режим обучения, в котором происходит процесс идентификации; второй режим - режим управления, в котором одновременно с управлением продолжается процесс идентификации. В первом режиме процесс обучения считается завершенным, когда точность модели оказывается достаточной, чтобы перейти к режиму управления. Критерии, по которым осуществляется этот'переход, могут быть различными. Наиболее часто используется критерий, основанный на дисперсии прогноза выходной переменной по построенной модели. Обратил внимание на то, что АСИ представляет собой такой класс систем, где автоматизирован процесс получения модели. В этом одно из главных преимуществ АСИ /7/, но одновременно и главная трудность анализа динамических характеристик системы управления. Существует много алгоритмов управления и способов идентификации, которые могут быть использованы в АСИ с общей структурой, показанной на рис.