Автоматизированная настройка сложных систем регулирования теплоэнергетических объектов с применением косвенных критериев оптимальности

• Автор: Дронов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил

Введение.

Глава 1. Обзор методов адаптивной и автоматизированной настройки

1.1. Классификация методов настройки систем автоматического регулирования

1.2. Обзор методов адаптивной и автоматизированной настройки и опыт их применения

1.3. Итеративночастотные методы автоматической и автоматизированной настройки регуляторов.

1.4. Выводы по главе 1 и постановка задачи

Глава 2. Разработка методики многоуровневой вычислительной процедуры для расчета оптимальных параметров настройки систем регулирования с непосредственным контролем частотного показателя колебательности
2.1. Методика вычислительной процедуры для расчета параметров настройки АСР с контролем частотного показателя колебательности.
2.2. Порядок применения расчета оптимальных параметров настройки одноконтурной АСР с реальным ПИДрегулятором с ограничением на частотный показатель колебательности с использованием вычислительной процедуры.г

2.3. Выводы по главе

Глава 3. Разработка рекомендаций по повышению эффективности настройки с использованием косвенных показателей оптимальности
3.1. Динамические характеристики основных участков теплоэнергетических установок.
3.2. Расчетные соотношения алгоритма АНР и методика уточнения оптимальных значений косвенных показателей оптимальности для типовых моделей объектов
3.3. Усреднение косвенных показателей оптимальности для систем с ПИД регуляторами
3.4. Оценка точности настройки систем регулирования при использовании усредненных показателей оптимальности.
3.5. Выводы по главе 3.
Глава 4. Разработка вопросов автоматизированной настройки сложных схем регулирования на базе ГТТК КВИНТ версии 4.
4.1. Расчетные соотношения методики автоматизированная настройка систем регулирования для реализации на базе ПТК КВИНТ
4.2. Особенности применения методики АНР для двух контурных схем регулирования.
4.3. Разработка программы автоматизированной настройки одноконтурной АСР с учетом особенностей реализации алгоритма в среде технологического программирования Пилон на базе ПТК КВИНТ
4.4. Особенности реализации программы АНР для двухконтурных схем регулирования.
4.5. Имитационное моделирование автоматизированной настройки регуляторов на примере регулятора температуры перегретого пара
4.6. Внедрение автоматизированной настройки регулятора температуры
перегретого пара на котле ТП.
4.7. Выводы по главе
Заключение
Литература


Количество применений резко возросло с появлением микропроцессоров, которые сделали эту отрасль техники экономически эффективной. Ведущие фирмы, выпускающие современные средства автоматизации, как правило, включают в состав функций, выполняемых этими средствами, функцию по автоматической или автоматизированной настройки регуляторов. Ниже рассматриваются представляющие практический интерес примеры реализации адаптивных самонастраивающихся регуляторов некоторыми фирмами , ,, , . Устройство самонастройки фирмы . Шведская фирма разработала устройство самонастройки, которое автоматически подстраивает параметры ПИДрегулятора. Оно выпускается в двух различных вариантах и является частью небольшой около контуров системы прямого цифрового управления, предназначенной для управления производственными процессами. Устройство самонастройки может быть подсоединено к любому контуру этой системы для его настройки. Оно выпускается также в виде автономного ПИДрегулятора с переключателем режимов, осуществляющим переход в режимы работы автоматического или ручного управления или в режим настройки. В основу работы этого устройства положен один частный метод, применяемый при идентификации систем, который обеспечивает выработку соответствующего контрольного сигнала, и одна из разновидностей классического метода ЦиглераНикольса, применяемого для расчета систем управления. Интересной особенностью данного устройства является обеспечиваемая им возможность устанавливать необходимость действий по производной. В исходной схеме критический коэффициент усиления и критический период определяются следующим образом. К системе подсоединяется пропорциональный регулятор, и коэффициент усиления плавно увеличивается до появления генерации. Соответствующий этой точке коэффициент усиления и будет критическим коэффициентом усиления, а колебания имеют критический период. Выполнить этот эксперимент автоматически так, чтобы амплитуда автоколебаний не выходила из под контроля, трудно. На рис. В его основе лежит тот факт, что критическое усиление и критическую частоту можно определить с помощью эксперимента с релейной обратной связью. При этом возникают периодические колебания, период которых и есть критический период, а критический коэффициент усиления легко найти, зная размах характеристики релейного элемента и амплитуду колебаний. Если процесс ослабляет высокочастотные составляющие, в результате чего в отклике доминирует первая гармоника, то входной и выходной сигналы будут в фазе. Кроме того, если размах характеристики релейного элемента равен , то разложение в ряд Фурье показывает, что амплитуда первой гармоники входного сигнала будет равна 4бтс. Если амплитуда на выходе равна А, то коэффициент усиления процесса на критической частоте будет иметь величину 7i4. Таким образом, критический коэффициент равен к тсА. Рис. Н режим настройки. Период колебаний легко определить, измеряя промежутки времени между пересечениями нулевого уровня. Амплитуду можно найти, измеряя величину полного размаха колебаний на выходе. Эти методы оценивания легко осуществимы, так как они основаны лишь на счете и сравнениях. Результаты моделирования и широкие экспериментальные исследования производственных процессов показывают, что этот простой метод оценивания, основанный на выделении пересечений нулевого уровня и пиковых значений, не уступает более сложным методам оценивания. Достоинством устройства автонастройки с использованием релейного элемента является то, что оно не требует априорной установки параметров. Для применения этого устройства объект предварительно приводится в равновесное состояние в режиме ручного управления. После этого система переводится в режим настройки с помощью переключателя режимов. Когда подстройка завершается, регулятор автоматически переходит в автоматический режим. Изменяя параметры, входящие в правила ЦиглераНикольса, можно настроить алгоритм на достижение оптимума но различным показателям качества. Кроме того, инженерам по контрольноизмерительным приборам легко объяснить принципы действия устройства автонастройки.