Автоматизированный комплекс исследования автоматических регуляторов и его применение при разработке адаптивных методов управления теплоэнергетическими процессами

• Автор: Шилин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Автоматизированный комплекс исследования автоматических

ш регуляторов

1.1 Проблемы автоматизации процессов разработки, реализации

и исследования САР

1.2 Назначение, возможности и структура АКИАР

1.3 Программный интерфейс управления для АКИАР и его возможности

1.4 Численные методы исследования качества работы САР

0 Заключение по первой главе

2. Адаптивные методы регулирования

2.1. Сущность адаптивного подхода
2.2. Классификация адаптивных систем 2.3 Адаптивная система с использованием принципа
переменной структуры
2.4. Принцип максимума в системах переменной структуры
2.5. Метод автоматической стабилизации с эталонной не настраиваемой моделью основного контура
2.6. Адаптивные системы с подстраиваемыми моделями ОУ
2.7. Оптимальный оператор связи в задаче адаптивного
управления с настраиваемой эталонной моделью
2.8. Универсальная модель для идентификации динамических объектов управления
Заключение по второй главе
3. Исследование замкнутых систем регулирования
3.1. ПИРегулятор
3.2. ШУУОМетод регулирования
3.3. Принцип переменной структуры в комбинированном регуляторе на основе и ПИ методов регулирования
3.4. метод в системах с транспортным запаздыванием сигнала управления во времени
3.5. Адаптивный регулятор с ненастраиваемой нелинейной эталонной моделью
3.6. Адаптивный регулятор с настраиваемой эталонной моделью на основе оптимального оператора связи
3.7. Адаптивный нелинейный регулятор с настраиваемой эталонной моделью
Заключение по третьей главе
4. Проблемы реализации методов регулирования в производство
4.1. Применение внешней шины МюгоГап или НС для опроса датчиков физических величин в промышленных регуляторах
4.2. Структуры регуляторов на базе целочисленных алгоблоков
4.3. Графический редактор для проектирования регуляторов
4.4. Программа моделирования работы системы регулирования
4.5. Программа диспетчеризации. Организация регулятора поддерживающего метод постадаптации
Заключение
Литература


Концепция, структура, функциональная схема и программное обеспечение АКИАР, являющиеся средствами- программного и технического обеспечения, повышающее эффективность разработки и реализации САР. Методика применения АКИАР в решении задач проектирования и исследования адаптивных регуляторов теплоэнергетических процессов. Методики проектирования адаптивных регуляторов, базирующиеся на использовании эталонной модели регулируемого теплоэнергетического процесса и и8ТО-регулятора. Предложенная технология позволяет автоматизировать этапы проектирования, связанные с созданием образцов регуляторов, созданных на основе исследуемого метода регулирования. САР. ОУ, позволяющая определять астатизм ОУ, порядок передаточной функции, описывающей объект, и ее параметры. Ю-регулятора с вспомогательной моделью. Практическая ценность. Использование АКИАР в автоматизированном проектировании регуляторов позволяет эффективно создавать модели САР, строить характеристики ОУ в процессе их, работы и создавать их математические модели регулятора. АКИАР является эффективным инструментом проектировщика для создания САР различной степени сложности. Комплекс удобен для применения как в решении исследовательских задачах, так и в процессе обучения студентов предметам: автоматика, автоматизированные системы управления, адаптивные системы регулирования ит. С помощью АКИАР реализуется подход к созданию микропроцессорных регуляторов на основе целочисленной арифметики, что позволяет существенно сократить требования к объему памяти и быстродействию используемого микроконтроллера. Создано аппаратное и программное обеспечение АКИАР, позволяющее выполнять научные исследования методов регулирования. Реализован нелинейный и8УО-метод регулирования температуры в термокамерах со значительным временем транспортного запаздывания ОУ. Организовано серийное производство регулятора для систем отопления жилых и производственных помещений на базе адаптивного регулятора USWO-типa. К настоящему времени изготовлено и установлено на объектах более регуляторов. На основе регуляторов РТ-а и ВЭСТ-. САР, построенных на базе этих моделей. Публикации. По материалам, представленным в диссертации, опубликовано статей, а также сделано 6 докладов на областных, российских и международных научных конференциях. Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и содержит 1 страницу основного текста, рисунка и таблицы. В первой главе приведен обзор- проблем, проектирования САР. Представлены этапы проектирования и их место в системах автоматизированного проектирования (САПР). Рассмотрены возможности ПК для автоматизации процесса проектирования регуляторов. Выделены этапы проектирования, поддающиеся автоматизации на базе ПК, а также те из них, которые не входят в цикл автоматизации известных систем проектирования. В частности, выделен этап создания реального образца регулятора, который включает в себя дорогостоящие и трудоемкие работы. Чтобы включить вышеназванный этап в цикл автоматизации, предложен АКИАР, который является альтернативным решением проблем САПР для автоматических регуляторов. Определены функции и задачи, которые он должен выполнять. Поэтому первым этапом работы стала разработка АКИАР, которая представлена в диссертации. Комплекс содержит весь необходимый функциональный набор для проектирования систем регулирования динамическими объектами и позволяет исследовать работу регулятора на реальном ОУ и быстро, подобно <^ти1лпк», получать результаты моделирования системы управления. Определена структура и характеристики АКИАР, которые позволяют использовать его в качестве реального регулятора. Подробно рассмотрена работа аппаратной части АКИАР, драйвер команд и его возможности. Представлено описание программы-оболочки для работы с АКИАР в диалоговом режиме. Описана файловая структура программного обеспечения АКИАР и методика создания алгоритмов регулирования на основе данного комплекса. Для того чтобы можно было решать задачи анализа, реализованы основные численные методы определения параметров и критериев качества регулирования применительно к АКИАР.