Разработка математической модели пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора и алгоритмов его функционирования в системе остаточных классов

• Автор: Югов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 223 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Аналитический обзор методов и автоматических систем регулирования технологических параметров объектов.
1.1. Анализ методов, моделей и структур пропорциональноиитегральнодифференциальных контроллеров.

1.2. Обоснование применения системы остаточных классов для модели

пропорциональноинтегральнодифференциального контроллера

1.3. Основные свойства и структуры искусственных нейронных сетей

1.4. Выбор программируемой логической интегральной схемы для реализации модулярных вычислений на нейронных сетях.

1.5. Обзор и анализ структуры и возможностей логических интегральных схем

1.6. Выбор языка моделирования для синтеза структуры пропорциональноинтегральнодифференциального контроллера.

1.7. Постановка задачи исследования

1.8. Выводы по первой главе

Глава 2. Разработка математической модели пропорциональнонптегральнодифференцналыюго нейроконтроллера в системе остаточных классов
2.1. Разработка структурной схемы пропорциональноинтефальнодифференциального контроллера в системе остаточных классов
2.2. Разработка метода и алгоритма реализации укоренного преобразователя из позиционной системы счисления в систему остаточных классов.
2.3. Разработка метода и алгоритма реализации укоренного преобразователя из системы остаточных классов в позиционную систему
счисления.
2.4. Математическая модель мульти пропорциональноинтегральнодифференциального нейрокоитроллера, функционирующего в системе остаточных классов.
2.5. Развитие методов контроля и коррекции ошибок в модулярном пропорциональноинтегральнодифференциальном нейроконтроллере
2.6. Синтез пропорциональноинтегральнодифференциального
контроллера на базе программируемых логических интегральных схем
2.7. Выводы по второй главе
Глава 3. Особенности синтеза структуры пропорциональноинтегральнодифференциального контроллера в системе остаточных классов на базе элементов блочной памяти.
3.1. Разработка структурной схемы пропорциональноинтегральнодиффереициального контроллера в системе остаточных классов на элементах блочной памяти.
3.2. Разработка преобразователя из двоичной системы в систему остаточных классов на элементах блочной памяти
3.3. Разработка преобразователя из системы остаточных классов в двоичный код на элементах блочной памяти
3.4. Разработка математической модели пропорциональноинтегральнодифференциального контроллера на элементах блочной памяти.
3.5. Синтез пропорциональноинтегральнодифференциального контроллера в системе остаточных классов на базе элементов блочной памяти программируемых логических интегральных схем.
3.6. Разработка программного обеспечения для настройки пропорциональноинтегралыюдифференциального контроллера,
работающего в системе остаточных классов
3.7. Выводы по третьей главе.
Глава 4. Применение пропорциональноинтегральнодифференциальных контроллеров для системы автоматического регулирования температуры полуавтомата выдува ПАВ 0
4.1 Анализ системы регулирования температуры полуавтомата выдува ПАВ 0.
4.2 Сравнительная оценка традиционного дискретного пропорциональноинтегральнодифференциального контроллера и контроллера, работающего в непозиционной системе счисления
4.3. Выводы по четвртой главе
Заключение
Литература


Подход к оцениванию параметров передаточной функции по процессу и воздействию называется методом косвенной самонастройки, или методом полной определнности. Примером реализации метода такого типа может служить самонастраивающийся регулятор Острема и Виттенмарка. Т Это может быть достигнуто следующим образом сначала предсказываетя будущая величина вызодного процесса на б шагов вперд ус, затем текущая величина управляющего воздействия и0 устанавливается таким образом, чтобы сделать выход нулевым. Однако в этом методе не делается попыток оптимизации уставок, а также возможны черезмерно большие величины управляющих воздействий. Другим недостатком данного метода является нестабильность замкнутого цикла изза потери нулей процесса, если процесс не является минимал ьнофазовым 9. Самонастраивающиеся ПИДконтроллеры. Данные контроллеры обладают большой гибкостью и более приспособлены для управления объектами с переменными параметрами, нелинейностями и неопределенностями, их практическое применение НС выглядит особенно перспективным. Самонастраивающиеся контроллеры ориентированы на характеристики характеристика замкнутой системы задатся пользователем и алгоритм настраивается таким образом, чтобы достич заданной характеристики, даже если параметры объекта управления или величины дрейфа неизвестны. Здесь подразумевается, что желаемая характеристика замкнутой системы управления может быть достигнута при определнных характеристиках исполнительного механизма критически важным при этом является опыт инженерного персонала обхекта управления. В этих условиях для упомянутого персонала крайне желательным является обеспечение как можно большего интуитивного понимания предельной характеристики замкнутой системы в условиях самонастривающегося управления. Обобщнное прогнозирование. Дм, О ЕуО Лг1 у2 Л. Особенностью данного критерия качества является постановка задачи оптимизации, описанную через приращение управляющего воздействия Ди. В момент времени I критерий минимизируется осносителыю разности Дмг. Использование инкрементных входных сигналов обеспечивает появление нулевой статической ошибки при ненулевом постоянном опорном сигнале. Одним из важнейших качеств обобщнного прогнозирующего управления является способность управлять системами с не полностью известными величинами транспортного запаздывания. Управление на основе нечткой логики. Возможность применения нечткой логики в системах управления впервые была высказана Мамдани. Основываясь на концепции ПИДконтроллеров и теории нечтких множеств Мамдани и Ассилиан разработали базовый нечткологический контроллер, применявшийся для регулировки процесса в окрестности заданной уставки. ПИДконтроллеры с дискретным временем. Из всех форм дискретных ПИ Д контроллеров самыми распространнными являются скоростные контроллеры. Данный тип контроллеров обладает многими преимуществами перед другими. Основными среди них являются следующие отсутствие необходимости в инициализации при переходе из ручного режима в автоматический, способности работы в условиях резких и значительных изменений уставки. Таким образом, при резко изменившейся величине уставки, или при значительных изменениях в начале процесса, данные контроллеры обеспечивают лучшую реакцию, чем ПИДконтроллеры других типов. Эти контроллеры также полезны при насыщении интегралов, которое обычно возникает в случаях, когда выход насыщается, и контроллер продолжает интегрировать ошибку . Данный тип регулятора наиболее распространн в промышленности по сравнению с другими типами ПИД управление с самонастройкой, нечткий регулятор и др Повышение наджности, точноти и быстродействия скоростного ПИДрегулятора является перспективным направлением совершенствования систем автоматического управления. ПИДконтроллеры строятся на основе классической теории управления и просты для понимания. Установление связей между параметрами и управление действиями системы могут осуществляться инженерамипрактиками и операторами 6,8. Для позиционных контроллеров процесс регулирования представляет собой колебания вокруг заданной точки. Естественно это связано с релейной статической характеристикой УХ.