Синтез оптимальных алгоритмов управления параметрами АСУ ТП в энергетике (на примере процесса горения в топке котлоагрегата)

• Автор: Радиевский, Анатолий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 137 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

введение . ,.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В ТОПКЕ КОТЛОАГРЕГАТА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности процесса горения в топке котлоагрегате как объекта управления

1.2. Анализ существующих методов решения задачи структурного синтеза прямой задачи АКОР
1.3. Анализ существующих методов решения задачи параметрического синтеза обратной задачи АКОР

1.4. Постановка задач для исследования

1.5. Выводы по первой главе.

2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ АКОР

2.1. Постановка и особенности задачи.

2.2. Решение задачи. Структура алгоритма управления

2.3. Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов как динамическая задача многокритериальной оптимизации. Принцип пересечения.
2.4. Постановка и особенности решения задач структурного синтеза для частных случаев задания оптимизируемых функционалов
2.5. Выводы по второй главе .
3. КАЧЕСТВЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗИРОВАННОГО АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
3.1. Уравнения движения синтезированной системы управления.
3.2. Качественное исследование синтезированного
алгоритма управления.
3.3. Методика исследования синтезированной системы управления.
3.4. Качественное исследование синтезированной
системы управления
3.5. Выводы по третьей главе
4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ АКОР
4.1. Постановка и особенности задачи V.
4.2. Задание формы желаемого процесса.
4.3. Методика выбора обобщенных управляющих параметров синтезированного алгоритма управления.
4.4. О размерности обобщенных управляющих параметров синтезированного алгоритма управления
4.5. Выводы по четвертой главе
5. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИМ НА ПРИМЕРЕ УЧАСТКОВОГО ТРЕНАЖЕРА горения
5.1. Особенности задачиГ.
5.2. Математическая модель деятельности человекаоператора в исследуемой системе управления
5.3. Синтез алгоритмов прототипов и оптимальных алгоритмов ручного управления
5.4. Методика обучения человекаоператора оптимальным алгоритмам ручного управления.
5.5. Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На втором - синтезированные алгоритмы прототипы ручного управления трансформируются в оптимальные алгоритмы ручного управления, исходя из особенностей конкретного объекта управления и деятельности человека-оператора в исследуемой системе управления. Методы, позволяющие синтезировать алгоритмы прототипы ручного управления / или, что равнозначно, решить задачу синтеза системы управления / базируются на идеях теории оптимального управления / 5 / и составляют группу временных / в отличии от частотных / методов синтеза / 6 /. Становление данной группы методов тесно связано с становлением теории оптимального управления / формулировка в -х годах принципа максимума Пон-трягпна Л. С. и принципа оптимальности Беллмана Р. Достижимые значения критерия качества ограничены, причем эти ограничения проявляются в виде ограничений, например, на управляющее воздействие, фазовые координаты, на накапливаемую или расходуемую энергию и т. ДО /. Задача синтеза систем управления, решаемая при помощи методов, относящихся к группе временных, в достаточно общем виде может быть сформулирована следующим образом / II /. С*»‘П€-^Т. Здесь ос €- Я -вектор фазовых координат; К €- (5. X К. Конкретизация выражений /В-1/ * /В-4/ порождает различные варианты задач. Одна из них, с учетом особенностей исследуемой системы управления / данный вопрос исследуется в первой главе /, может быть сформулирована следующим образом / /. ОС = А ОС + ? Хо3 ос CTJ = с>. Здесь Х= C'Xij jOCk. U -управляющее воздействие; А и & -матрицы с постоянными коэффициентами / матрица А устойчивая / // порядка п. КМ -число; R -диагональная матрица порядка И. И, ;Uw«x -заданное число; Т -конечный, не фиксированный момент времени; т -символ операции транспонирования. Задача /В-5/ * /В-8/ является задачей аналитического конструирования оптимальных регуляторов / АКОР / / / в форме А. М. Летова / 7 /. R. и число Yr / оптимизируемого функционала /В-5/. Первая проблема обуславливается тем, что структура оптимизируемого функционала постулируется* Хотя структура кавдого члена Wet и Л/ц функционала /В-5/ имеет определенный физический смысл / /, сам факт постулирования структуры в научной литературе критикуется / /. Вторая проблема связана с методами решения задачи структурного синтеза / прямой задачи АКОР /. Кроме того, возникает не тривиальная проблема склеивания решений, соответствующих областям фазового пространства с качественно различными управляющими воздействиями в кавдой из них. Применяемые при этом методы основаны на различных итерационных процедурах / интегрирование в обратном времени уравнения Га-мильтона-Якоби, решение регулярной задачи Коши для уравнения в частных производных: первого порядка /, требуют привлечения сложных, графических построений и вычислительной техники. Валентайна приводит к явлению "прилипания” управляющего воздействия к границе области насыщения и порождает множество "псевдостационарных" точек. В процессе синтеза системы управления приходится учитывать весьма разнообразный комплекс требований, связанный с различными её характеристиками. Качество функционирования синтезированной системы управления с точки зрения данной группы требований обычно оценивается при помощи так называемых вторичных критериев / / : точность, время управления, запас устойчивости, перерегулирование и другие. Перечисленные показатели не могут быть непосредственно учтены в исходной структуре оптимизируемого функционала /В-5/ / 6, /. Поэтому целесообразной / 6,, / является следующая процедура решения задачи /В-5/ * /В-8/. Решается задача структурного синтеза / прямая задача АКОР / при заданной структуре объекта управления /В-6/ и оптимизируемого функционала /В-5/. Далее в рамках найденной структуры управляющего устройства, решается задача параметрического синтеза / обратная задача АКОР / - такой выбор коэффициентов оптимизируемого функционала /В-5/ / элементы , CfrlAHj матрицы R и число yy / при значении которых процесс отработки синтезированной системой управления требуемого задания /В-8/ происходит с наперед заданными показателями качества. Применение перечисленных методов для решения задачи параметрического синтеза / обратной задачи АКОР / преполагает необходимость привлечения численных методов.