Компенсатор последовательного типа в задачах адаптивного управления технологическими процессами с запаздыванием

• Автор: Клименко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Адаптивная стабилизация технологических процессов с линейной динамикой

1.1 Адаптивная система стабилизации для технологического процесса с линейной динамикой без запаздывания.
1.2 Адаптивная система стабилизации для технологического процесса с линейной динамикой с запаздыванием по состоянию.
1.3 Адаптивная система стабилизации для технологического процесса с линейной динамикой с несколькими запаздываниями по состоянию.
1.4 Адаптивная система стабилизации для технологического процесса с линейной динамикой при наличии запаздывания по управлению.

1.5 Робастная стабилизация линейного технологического процесса.

1.6 Результаты моделирования на ЭВМ работы адаптивных систем управления с компенсатором последовательного типа для технологических процессов с линейной динамикой.
1.6.1 Моделирование работы адаптивной системы управления технологическим процессом с линейной динамикой без запаздывания.
1.6.2 Моделирование работы адаптивной системы управления технологическим процессом с линейной

динамикой с запаздыванием по состоянию.

1.6.3 Моделирование работы робастной системы стабилизации для линейного технологического процесса с запаздыванием по состоянию.
Глава 2. Синтез алгоритмического обеспечения для адаптивной системы управления с эталонной моделью линейным технологическим процессом с запаздыванием по состоянию.
2.1 Синтез алгоритмического обеспечения адаптивной системы слежения за эталонной моделью с компенсатором последовательного типа для технологического процесса с линейной динамикой.
2.2. Синтез алгоритмического обеспечения адаптивной системы слежения за эталонной моделью с компенсатором последовательного типа для линейного технологического процесса с запаздыванием по состоянию.
2.3. Моделирование на ЭВМ.
Глава 3. Применение компенсатора последовательного типа для адаптивного управления нелинейными технологическими процессами с запаздыванием.
3.1 Адаптивная стабилизация нелинейного технологического процесса с запаздыванием по состоянию.
3.2 Адаптивное управление с эталонной моделью нелинейным технологическим процессом с запаздыванием по состоянию.
3.3 Моделирование работы адаптивных систем управления для нелинейных технологических процессов с запаздыванием по состоянию на ЭВМ.
3.3.1 Моделирование работы системы стабилизации.
3.3.2 Моделирование работы системы слежения за эталонной моделью.
Глава 4. Синтез алгоритмического обеспечения для системы управления подачей сырья в химический реактор.
4.1 Описание математической модели технологического процесса подачи сырья в химический реактор и постановка задачи синтеза системы управления подачей сырья.
4.2 Решение задачи синтеза алгоритмического обеспечения для системы управления подачей сырья в химический реактор.
4.3 Структурная схема системы управления подачей сырья в химический реактор.
4.4 Моделирование работы синтезированной системы на ЭВМ. Выводы
Заключение
Список литературы


Наиболее часто в технических системах встречается параметрическая неопределенность и в данной работе рассматривается только такой вид неопределенности. Одним из способов преодоления трудностей, связанных с априорной неопределенностью параметров технологического процесса является адаптивный подход к управлению технологическими процессами. В теории автоматического управления адаптивность системы заключается в том, что часть функций по получению, обработке и анализу недостающей информации осуществляется самой системой управления в процессе ее эксплуатации. Такой подход компенсирует отсутствие достаточных знаний о свойствах технологического процесса на этапе проектировании системы автоматического управления. В зависимости от способа внесения изменений в процессе эксплуатации адаптивные системы можно разделить на самонастраивающиеся и самоорганизующиеся. Структурно самонастраивающиеся системы характеризуются наличием дополнительного контура самонастройки, при помощи которого оцениваются динамические и статические свойства системы и формируются такие контролируемые воздействия, что реальное функционирование системы приближается к определенному эталонному функционированию. В данной работе рассматриваются только беспоисковые самонастраивающиеся системы, то есть системы, в которых поведение системы стремится к эталонному на основании аналитического определения показателей качества процесса управления. Беспоисковые самонастраивающиеся системы обладают значительным быстродействием по сравнению с поисковыми, в этих системах темп процесса адаптации соизмерим со временем переходного процесса в системе. Кроме того, в поисковых системах поисковые движения создают заметные возмущения для работы основного контура. Сейчас теория адаптивного управления стала неотъемлемой и важной частью теории автоматического управления в целом. Основы этой теории и ее аппарат были сформированы в работах 5, 8, , , , , , , , , ,,,,,0. В дальнейшем данный подход развивался в работах 3, 4, , , , , , , , , , , , в частности в данных работах были сформулированы принципы построения и исследования качества адаптивных систем . В процессе синтеза адаптивных систем управления возникают две теоретические проблемы нарушение условий согласования и высокая относительная степень объекта управления. Условия согласования выполняются, если любые неопределенности в системе могут быть непосредственно компенсированы соответствующим выбором управляющего воздействия при условии, что эти неопределенности известны. Данные методы активно развивались с х годов XX века и представлены следующими работами ,,,, ,7,8. При нарушении условий согласования приходится использовать более сложные методы, чем метод непосредственной компенсации. Одним из таких методов является адаптивный обход интегратора, первоначально предложенный в 3. Вторая проблема возникает при условии недоступности для измерения всех координат вектора состояния. Во многих технологических процессах доступными для измерения являются только сигналы на входе и выходе системы, при этом некоторые из координат процесса оказываются недоступными для измерения. Связано это может быть с двумя причинами либо с невозможностью установки соответствующих датчиков, либо с тем, что соответствующая неизмеримая координата является величиной абстрактной, фигурирует лишь в математической модели технологического процесса и физически никак не реализуется. При доступности всех необходимых сведений о технологическом процессе априори задача управления по выходу не представляет собой интереса, так как легко решается введением в структуру системы наблюдателей состояния. Если же в технологическом процессе есть параметрическая неопределенность, то, согласно проблеме, сформулированной Парксом, для непосредственного синтеза адаптивного управления по выходу необходимо, чтобы относительная степень объекта не превышала единицы. Для линейных технологических процессов с параметрической неопределенностью ограничения на относительную степень объекта можно сформулировать, опираясь на определение строгоположительновещественной СПВ функции.