Синтез адаптивного алгоритмического обеспечения управляющих подсистем АСУ ТП с последействием

• Автор: Ключарев, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 174 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ. ВВЕДЕНИЕ Глава I. Синтез алгоритмического обеспечения системы управления объектом с запаздыванием по состоянию

1.1 Параметризованная модель объекта управления с запаздыванием по состоянию.

1.2 Синтез адаптивного управления с расширенной ошибкой.

1.2.1 Структура контура управления.

1.2.2 Синтез контура адаптации.

1.2.3. Примеры синтеза систем адаптивного управления с расширенной ошибкой.

1.3 Синтез адаптивного управления с алгоритмом адаптации высокого порядка.

1.3.1 Примеры синтеза адаптивных систем управления с алгоритмом адаптации высокого порядка.
Выводы.
Глава II. Синтез алгоритмического обеспечения систем управления линейными объектами с запаздыванием по состоянию и управлению

.1 Синтез структуры улредителя.

.2 Синтез адаптивного управления с расширенной ошибкой.
.2.1 Синтез алгоритма управления.
.2.2. Синтез алгоритма адаптации.
П.2.3 Примеры синтеза адаптивных систем с расширенной ошибкой.
II.3 Синтез адаптивного управления с алгоритмом адаптации высокого порядка.
.3.1 Примеры синтеза адаптивных систем управления с алгоритмом адаптации высокого порядка.
Выводы.
з
Глава III. Синтез алгоритмического обеспечения системы адаптивного управления нелинейным объектом с запаздыванием по состоянию
III. 1 Синтез гладкой обратной связи.
.2 Синтез адаптивного регулятора с наблюдателем с большим коэффициентом усиления.
1.3 Сингулярновозмущенное адаптивное управление линейным объектом с запаздывание по состоянию.
1.4 Примеры синтеза сингулярновозмущенных адаптивных систем управления.
Выводы.
Глава IV. Синтез алгоритмического обеспечения подсистемы управления автоматизированной системы управления процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы
IV. Анализ модели технологического процесса и постановка задачи синтеза системы управления.
1У.2 Синтез адаптивного алгоритмического обеспечения системы управления.
У.З Описание структурной схемы подсистемы
управления процессом непрерывной варки целлюлозы.
У.4 Результаты численного исследования синтезированной системы. Выводы.
Заключение.
Список литературы


Свойственные задачам управления по выходу ограничения на относительную степень объекта управления, преодолеваются за счет операций реального (приближенного) дифференцирования [, ]. Или с помощью введения наблюдателя состояния, робастно извлекающего информацию о векторе состояния в условиях неопределенности [, ] «high gain observer» - наблюдатель с большим коэффициентом усиления (HGO). В рамках данног о подхода получены решения задач адаптивного управления линейными и некоторыми классами нелинейных, нестационарных объектов управления. Наряду с нелинейностью и неопределенностью, динамические процессы, характеризующие технологический цикл, обладают последействием. Это явление, прежде всего, связано с большой длинной каналов подвода сырья и промежуточных продуктов, распределенностью в пространстве участков производства. В данном случае, динамика процесса такова, что ее будущее зависит не только от настоящего, но и от прошлого. При этом математические модели, соответствующих технологических процессов, определяются дифференциальными уравнениями с отклоняющимся аргументом. К настоящему времени теория дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом располагает достаточным количеством результатов, пригодных для решения прикладных задач. Общая теория, теоремы существования решений рассмотрены в [, ]. Методы исследования устойчивости разработаны в[, , , , ], здесь развивается метод функционалов Ляпунова-Красовского, получены теоремы об устойчивости ляпуновского типа. В [] введено понятие абсолютной устойчивости систем с последействием, приобретшее завершенный вид в квадратичном критерии абсолютной устойчивости. Данные результаты послужили основой для разработки методов управления объектами с последействием. Прежде всего, в [, , , , ] обоснованы принципы построения систем управления детерминированными объектами с последействием, рассмотрены методы оптимизации управления. В данной работе рассматриваются задачи управления следующими классами объектов с последействием. Во-первых, объекты с запаздыванием по состоянию, где в динамические уравнения входят прошлые значения координат процесса. Подобные объекты управления встречаются в связи с наличием рециклов и перемешиваний [] в технологической схеме. Кроме того, возникновение запаздывания по состоянию связано с аппроксимацией уравнений в частных производных, описывающих распределенные процессы. Наличие последействия в объекте управления вызывает определенные трудности при построении системы управления, причем важно отметить, что пренебрежением этим эффектом не желательно или просто не допустимо т. И если теория управления детерминированными объектами с последействием относительно завершена, то задачи управления в условиях неопределенности требуют дальнейшего исследования. В основу методов построения адаптивного управления, объектами с последействием положена теория устойчивости. А именно, метод функционалов Ляпу нова-Красовского [-, , , , , 0], систематическое изложение которого приведено в []; методы теории абсолютной устойчивости, рассмотренные в [, ]. В указанных работах получены конструктивные результаты, обосновывающие выбор структур адаптивных систем управления как линейным, так и классами нелинейных объектов управления и лежащие в основе инженерных методик решения прикладных задач. Эффект последействия вносит существенные особенности в принципы управления. Прежде всего, это проявляется в задачах управления объектами с запаздыванием по управлению. В данном случае принцип управления с обратной связью применим, если имеется прогноз регулируемой величины на время запаздывания в канале управления. Операция прогнозирования выполняется специальным устройством - упредителем. В детерминированном варианте это проблема решена с помощью упредителя Смита и его модификаций [, , ], в условиях неопределенности синтез упредителя становится по существу основной задачей. Адаптивные варианты упредителей Смита получены в работах [, -, , , , ]. Мало исследованной задачей является синтез адаптивного управления по выходу.