Оптимизация многоконтурных систем автоматического управления тепловыми процессами методом многомерного сканирования

• Автор: Вишнякова, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Методы расчета систем автоматического управления теплоэнергетическими объектами

1.1 Особенности теплоэнергетических объектов управления

и критериев оптимальности систем управления

1.2 Обзор методов оптимизации параметров систем.

1.3 Выбор программного обеспечения для реализации алгоритмов синтеза систем управления

Глава 2. Методика расчета параметров настройки

систем автоматического регулирования.,

2.1 Одноконтурные системы

2.1.1 Системы с П и ПИрегуляторами.

2.1.2 Системы с ПИДрсгулятором
2.2 Многоконтурные системы.
2.2.1 Виды одномерных многоконтурных систем
2.2.2 Системы с одним регулятором и добавочными информационными каналами от вспомогательных регулируемых величин.
2.2.3 Каскадные системы
2.3 Метод скользящего сканирования.
Глава 3. Расчет систем автоматического управления
теплоэнергетическими объектами.
3.1 Трехконтурная система регулирования
температуры перегретого пара
3.1.1 Одноконтурная система управления.
3.1.2 Двухконтурная система с одним регулятором
3.1.3 Трехконтурная система с одним регулятором
3.1.4 Методика расчета трехконтурной системы с одним регулятором.
3.2 Каскадная система
3.2.1 Двухконтурная каскадная система
3.2.2 Трехконтурная каскадная система.
3.3 Методика выбора точки отбора вспомогательной величины
для двухконтурных систем
3.3.1 Расчет одноконтурных систем
3.3.2 Двухконтурные системы с одним регулятором.
3.3.3 Двухконтурные каскадные системы
Глава 4. Системы регулирования с моделью объекта
4.1 Системы с моделью объекта с недоступными для контроля
управляемыми величинами.
4.2 Системы управления с недоступной для непосредственного
контроля главной регулируемой величиной.
4.3 Системы регулирования, построенные по идеологии
регулятора состояния с наблюдателем
4.4 Трехконтурная система регулирования с моделью объекта.
Глава 5. Оценка робастности многоконтурных систем.
5.1 Одноконтурная система.
5.2 Двухконтурная система.
5.3 Трехконтурная система.
Заключение
Список использованных источников


Поэтому важной задачей является развитие методов расчета и адаптации САУ реальных объектов, а также автоматизированной объективной и оптимальной настройки систем управления, учитывающей приведенные выше особенности. Таким образом, значительная эффективность системы управления может быть достигнута, только если спектральная плотность возмущения занимает достаточно узкий, сравнительно с резонансной частотой системы, близкий к нулю диапазон частот; то есть для работоспособности системы возмущения должны быть низкочастотными. Тк)! Линейный интегральный критерий имеет важное положительное свойство - инвариантность относительно возмущений, по каналам действия которых минимизируется критерий, что позволяет проводить оптимизацию относительно всех действующих на объект возмущений, как контролируемых, так и не контролируемых, то есть при одновременном действии случайных возмущений по разным каналам система будет настроена оптимально. Для вычисления этого критерия в выражении для изображения регулируемой величины следует ПОЛОЖИТЬ 5 = 0. Модульный и квадратичный критерии целесообразно использовать, когда можно выделить наиболее существенное возмущение, или по каким-либо причинам существенной проблемой является перерегулирование в область отрицательных значений, возникающее при оптимизации линейного критерия. В системе регулирования с обратной связью помимо изменения регулируемой величины под действием внешних возмущающих и задающих воздействий может самостоятельно возникать движение внутри системы из-за ничтожно малых шумов, которое может привести к расходящемуся процессу регулирования. Общим тестом на устойчивость системы является реакция системы на дельта-импульсное воздействие, приложенное к произвольной точке контура []. Минимизация выбранного критерия производится при ограничении на запас устойчивости замкнутых контуров системы [2, , , , , ], который задается в виде ограничения либо на расположение корней знаменателя передаточной функции системы (на корневой показатель колебательности т) при этом используется аппарат расширенных частотных характеристик либо на величину резонансного пика АЧХ замкнутого контура (частотный показатель колебательности М). Для систем с запаздыванием оценка степени затухания по расширенным частотным характеристикам сталкивается с известными трудностями [, , ]. Использование расширенных КЧХ в обобщенном критерии Найквиста в его обычной формулировке требует, чтобы затухание разомкнутого контура было не слабее, чем замкнутого. В двухконтурных системах в из-за наличия замкнутых контуров в эквивалентных объектах предпочтительнее примерять частотный показатель колебательности Л/, так как этом случае достаточно, чтобы разомкнутые контуры системы были только устойчивыми, что практически всегда выполняется. В публикациях [, , , ] по теории управления для ввода ограничения на запас устойчивости рекомендуется использовать функции штрафа, то есть минимизировать не дисперсию регулируемой переменной, а взвешенную сумму дисперсий регулируемой величины и управляющего воздействия. Чем больше вес второй составляющей, тем меньше изменяется управляющее воздействие, и ошибка управления увеличивается, то есть система становится более инерционной. Но такой подход к проектированию регуляторов не позволяет построить систему, в которой учтены ограничения на управляемую переменную, обусловленные всеми возмущающими воздействиями []. Вопрос подбора коэффициентов при слагаемых функции штрафа требует отдельной проработки для каждого рассматриваемого случая. Болес того, оценка запаса устойчивости по непосредственному измерению степени затухания по графику переходного процесса регулирования является приближенной, так как устойчивость контура — это внутреннее свойство системы, не зависит от вида и точки приложения возмущения. На практике наиболее распространены несколько типов структур систем регулирования: одноконтурные с ПИ- и ПИД-регуляторами; двухконтурные -каскадные и с дифференциатором. Выбор структуры системы регулирования в каждом конкретном случае зависит от особенностей, как объекта регулирования, так и поставленной задачи.