Моделирование нелинейных характеристик для текущего контроля в АСУТП

• Автор: Чудный, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Роль и место моделирования нелинейных характеристик оборудования АСУТП в задачах текущего контроля

1.2. Анализ особенностей и характеристик функционирования технических средств АСУТП

1.3. Анализ средств и методов описания нелинейных характеристик .

1.4. Постановка задачи исследования

Глава 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДХОДА К МОДЕЛИРОВАНИЮ НЕЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1. Исследование и выбор вида функции построения аналитического описания нелинейных характеристик

2.2. Исследование способов формального описания нелинейных характеристик на основе

экспоненциального представления

2.3. Исследование интерактивности процедуры аппроксимации при формировании аналитического описания нелинейностей
Выводы по главе
Глава 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АСУТП
3.1. Исследование специфики функционирования подсистемы текущего контроля АСУТП
3.2. Особенности разработки интерактивной системы построения аналитического описания нелинейностей ИСПАОН
3.3. Особенности разработки интерфейса пользователя ИСПАОН
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ ИСПАОН
4.1. Построение методики создания аналитического описания
сигналов
4.2. Применение ИСПАОН на примере описания характеристик электронных элементов оборудования
4.3. Построение аналитических описаний нелинейных характеристик оборудования в АСУТП цементного производства
4.4. Применение ИСПАОН в АСУТП ректификации культуральной спиртосодержащей жидкости КССЖ
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Система оценивания состояния характеризуется вектором параметров Р, рассчитываемым предварительно или в темпе с процессом по информации о параметрах модели процесса А, по измерениям У и по текущим оценкам состояния X'. Оценки состояния процесса подаются в управляющее устройство, которое формирует управляющие воздействия V, используя для этого текущие оценки состояния X', уставки Х^ и (эти уставки сами могут быть получены в результате оптимизации), и вектор параметров К. Параметры К могут определяться предварительно или настраиваться по оценкам состояния процесса X' и по вектору параметров модели процесса А. Параметры модели процесса определяются с помощью системы идентификации, которая по результатам обработки измерений У восстанавливает вектор параметров модели процесса А. При этом может оказаться необходимым подавать дополнительно на вход объекта специальным образом сформированные вспомогательные входные воздействия ? Рис. Структура АСУТП и ее взаимодействие с системой текущего контроля. Если параметры не зависят от времени, процедуру идентификации можно выполнить однократно, если же процесс нестационарен, процедуру необходимо периодически повторять, чтобы обеспечить отслеживание изменяющихся условий. По результатам оценки этих значений производится оценка качества функционирования оборудования всей системы, что влияет на работу систем настройки параметров АСУТП - вектор Ж и на принятие решений о необходимости проведения ремонтно-профилактических мероприятий - вектор и. Исходя из принципа полноты описания большой системы средствами естественного языка [4, -], считают, что оценка качества функционирования затруднительна без участия человека в этом процессе. То есть процесс оценки качества - это интерактивная процедура. Естественно полагают, что количество структур, исполняющих роль объекта управления, ограничено (конечно), а множество входов и выходов обозримо. Тогда каждая структурная композиция структурно характеризуется законами изменения (функциями) выходных параметров от входных по соответствующим выходам и входам структуры. Для определенности эти законы называют переходными характеристиками. В идеальных условиях переходные характеристики имеют соответствующие исходные функциональные представления (исходные функции). Пусть /„(/)- входной сигнал, U^it)- выходной сигнал некоторой структуры S‘y тогда зависимость Utw=UmiX{Iex)~закон изменения выходного параметра от входных воздействий 7в(/) или Uw =ивых(1а)~ переходная характеристика структуры S1. S1, то есть имеет высокую оценку качества функционирования. Будем считать, что выражение UM mtx =Unu(Ic) |и^ обозначает текущее представление переходной характеристики. Пусть T = 'i’(U0ux |мм,ишя)- критерий оценки качества. S‘)- величина заданной погрешности для структуры S1. Назовём условно () интерполяционным критерием. Эта величина задаёт, по существу, полосу или апертуру, находясь в которой текущая переходная характеристика будет квалифицироваться как характеристика нормально функционирующей структуры S1. В общем, критерий оценки качества '? Вид формальной модели критерия оценки качества обуславливает соответствующую конкретную информационную технологию оценки. СКИ. В общем случае представления критерия оценки качества Ч' = Ч'(У~ 1«,. Ь_1/—(7-> I» Должны быть формальными выражениями, в частности, в виде аналитически представленных функций. Таким образом, методологическую базу оценки качества функционирования и основу проблематики составляют задачи контроля совокупных параметров технических средств, которые в аспекте единой структуры АСУТП представляются, прежде всего, задачами контроля законов преобразования входной информации для всех технических средств. Контроль законов преобразования предполагает предварительное моделирование функциональных связей входных и выходных цепей контролируемых устройств и, в частности, решение вопросов построения аналитического описания нелинейных характеристик приборов и оборудования, определяющих закономерности преобразования входных сигналов.