Математическое моделирование и разработка моделей компенсации запаздывания для систем управления процессами полимеризации

• Автор: Ситников, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 179 с. : ил.

1.1 Эффективность предприятия и комплексная интеграция

1.2 Обзор интегрируемых систем оперативного сбора информации и управления

1.2.1 Характеристики ЗСАОАсиетем

1.2.1.1 Функциональные возможности

1.2.2 Технические характеристики.

1.2.3 Открытость систем

1.2.4 Интеграция многоуровневых систем автоматизации.

1.3 Математическое описание динамических систем в пространстве состояния.

1.4 Влияние запаздывания на переменные состояния

1.4.1 Временные свойства систем с запаздыванием

1.4.2 Устойчивость систем с запаздыванием

.4.3 Об исследовании точности систем с запаздыванием.
1.5 Методы регулирования объектов с запаздыванием.
1.5.1 Рекомендации по выбору систем регулирования объектов
1.6 Постановка задачи диссертационного исследования.
Глава 2 Методики синтеза моделей компенсатора запаздывания и
оптимальной системы управления.
2.1 Критерии управления объектами при наличии запаздывания
2.2 Построение модели компенсатора запаздывания.
2.2.1 Модель компенсации по способу Смита
2.2.2 Построение модели компенсатора запаздывания в пространстве
состояния при наличии возмущений.
2.2.3 Моделирование эффективности модели компенсации
запаздывания при наличии помех.
2.3 Модели основанные на повышении порядка уравнения.
2.3.1 Аппроксимацию звена чистого запаздывания рядом Паде
2.3.2 Аппроксимацию звена чистого запаздывания апериодическими звеньями
2.4 Синтез управления в пространстве состояния без учета возмущений
с использованием упредителя Смита.
2.5 Оптимальная стабилизация в пространстве состояния при наличии возмущений.
2.5.1 Синтез оптимального управления с учетом возмущения.
2.5.2 Устранение ошибки в установившемся состоянии процесса
2.6 Устойчивость и точность системы управления.
2.7 Параметрическая идентификация системы с запаздыванием с использованием полиномиальных рядов
2.8 Особенности конструирования системы управления.
Выводы.
Глава 3 Исследование математических моделей объектов с запаздыванием
3.1 Обобщенная методика выбора математической модели технологического процесса
3.2 Промышленные технологические объекты с запаздыванием.
3.3 Процессы полимеризации, математические модели, влияние запаздывания.
3.3.1 Классификация химических реакторов.
3.3.2 Технологическое и аппаратурное оформление процессов растворной полимеризации
3.3.3 Качественные показатели технологических процессов
3.3.4 Кинетика процесса полимеризации.
3.3.5 Реактор идеального перемешивания
3.3.6 Каскад реакторов идеального перемешивания.
3.3.7 Молекулярно массовое распределение при протекании реакции полимеризации
3.3.8 Причины возникновения запаздывание в реакторе.
3.4 Действие возмущений на динамическую систему с запаздыванием
3.5 Постановка задачи и методов исследования.
Глава 4 Математическое и программное обеспечение автоматизированной системы управления процессом полимеризации.
4.1 Постановка задачи управления.
4.2 Синтез математического обеспечения.
4.2.1 Математическая модель процесса
4.2.2 Параметрическая идет нфикация.
4.2.3 Синтез оптимального управления
4.3 Разработка программного обеспечения системы управления процессом полимеризации
4.3.1 Разработка алгоритмического обеспечения.
4.4 Интеграция программного обеспечения разработанного в МаЙаЬ в АСУТП
4.5 Промышленные испытания и эффективность системы управления
4.6 Рекомендации по использованию полученных результатов
Заключение
Библиографический список
Список используемых сокращений
Приложение Моделирование в пакете БшшНпк МайаЬ синтезированной
системы управления реактором.
Ведение
Актуальность


Разработка ППО для конечных систем управления требует использования вс более развитых инструментальных средств типа БСЛОЛсистем системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления. В большинстве случаев разработчикам управляющего ППО, в частности ППО для автоматизированных систем управления технологическими процессами АСУТП, представляется целесообразным идти по второму пути, приобретая, осваивая и адаптируя готовый, уже испытанный универсальный инструментарий . Таблица 1. I . Vi i v . Рассмотрим некоторые основные возможности и характерные особенности БСАОЛсистем. Публикаций по БСАОАсистемам в нашей прессе достаточно много, например 7 . Остановимся на уже ставшем традиционном наборе свойств и характеристик ЭСАОЛсистем и заострим внимание на новых связях 8САОАсистем с окружающим миром. ОРСсерверы, расширения реального времени для Vi 7. В силу тех требований, которые предъявляются к системам ЗСАПА, спектр их функциональных возможностей определен и реализован практически во всех пакетах. Основу большинства пакстов составляют несколько программных компонентов база данных реального времени, вводавывода, предыстории, аварийных ситуаций и администраторов доступа, управления, сообщений. Так iIX имеет в своем составе один основной компонент, называемый , который в режиме исполнения реализует практически все функции системы. VX, X и X, каждый из которых способен работать автономно и выполняет свою часть функций, в том числе в части интерфейса с оператором 7. Следует отметить, что технология проектирования систем автоматизации на основе различных систем во многом схожа и включает следующие этапы. Разработка архитектуры системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы автоматизации. Создание прикладной системы управления для каждого узла. На этом этапе специалист в области автоматизируемых процессов наполняет узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации. Приведение параметров прикладной системы в соответствие с информацией, которой обмениваются устройства нижнего уровня например, программируемые логические контроллеры ПЛК с внешним миром датчики температуры, давления и др Отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции в некоторых системах, например ЮББ, режим отладки практически отсутствует и в реальном режиме. Перечисленные выше возможности систем БСАОА в значительной мере определяют стоимость и сроки создания ПО, а также сроки се окупаемости. Перечислим характеристики, важные для оценки функциональности БСАПАсистем, с кратким их анализом. Программноаппаратные платформы, на которых реализована БСАОЛсистема. Анализ перечня таких платформ необходим, поскольку от него зависит ответ на вопросы распространения БСАОАсистемы на имеющиеся вычислительные средства, а также оценка стоимости эксплуатации системы прикладная программа, разработанная в одной операционной среде, может выполняться в любой другой, которую поддерживает выбранный ЭСАГМпакст. В различных ЭСЛОАсистсмах этот вопрос решен по разному. Так, РасЮгуУпк имеет весьма широкий список поддерживаемых программноаппаратных платформ. Подавляющее большинство систем реализовано на платформах i . Именно такие системы предлагают наиболее полные и легко наращиваемые человекомашинные интерфейсные i I I средства. Имеющиеся средства сетевой поддержки. Одна из основных особенностей современного мира систем автоматизации высокая степень интеграции этих систем. В любой из них могут быть задействованы объекты управления, исполнительные механизмы, аппаратура, регистрирующая и обрабатывающая информацию, рабочие места операторов, серверы баз данных и т. В разнородной среде систсма должна обеспечивать высокий уровень сетевого сервиса. Желательно, чтобы она поддерживала работу в стандартных сетевых средах , и т. I, I и др. I, , , и т. Обобщенная схема подобной системы приведена на рис. Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют практически все рассматриваемые системы, с тем только различием, что набор поддерживаемых сетевых интерфейсов, конечно же, разный. Встроенные командные языки.