Автоматизированная настройка типовых регуляторов для многосвязных объектов управления

ЗАДАНИЕ..................................................................................................................................................5
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ..................................................................6
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................................................7
1. КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД НАСТРОЙКИ МНОГОМЕРНЫХ ТИПОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ................................................11
1.1Постановка задачи..............................................................................................................12
1.2 Идея комбинированного метода.......................................................................................14
1.3 Модификации комбинированного метода........................................................................15

2. ФУНКЦИИ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА MIMO-MASTER................................17
2.1 ФОРМИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.......................18
2.2. Модуль составления пар....................................................................................................22
2.3. Формирование исходных данных для расчетов..............................................................23
2.4 Учет знаков ступенчатого воздействия..........................................................................24
2.5. Имитационное моделирование и экспорт результатов................................................26
2.6Выводы................................................................................................................................... 27

3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ НАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ МНОГОМЕРНЫХ ТИПОВЫХ РЕГУЛЯТРОВ.....................................................................28
3.1. Методика сравнительного анализа методов настройки многомерных типовых регуляторов................................................................................................................................................28
3.3 Анализ чувствительности к неточностям моделей управляемого объекта.............................33
3.4 Выводы................................................................................................................................................35

4.РАСШИРЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПК MIMO-MASTER (НА ПРИМЕРЕ ПРОЦЕССА С ЗАПАЗДЫВАЮЩИМ РЕЦИКЛОМ)...........................................................35
4.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО РЕАКТОРА С ЗАПАЗДЫВАЮЩИМ РЕЦИКЛОМ..............................................................................................................................................36
4.2 ПОСТРОЕНИЕ СИМУЛИНК-МОДЕЛИ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО РЕАКТОРА С ЗАПАЗДЫВАЮЩИМ РЕЦИКЛОМ.........................................................................................................37
4.3 Нахождение коэффициентов аппроксимирующей дробно-рациональной матричной передаточной функции.................................................................................................. ...........41
4.4Поиск регулятора для аппроксимирующей модели 2x2 средствами ПК MIMO-Master....................................................................................................................................................46
4.5. Моделирование работы замкнутой системы управления двухстадийным реактором с рециклом ...................................................................................................................................53

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 55
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КОМБИННИРОВАНОГО МЕТОДА К НЕТОЧНОСТЯМ МОДЕЛИ. 57

Для больших групп систем в мире, таких как экономика, техника, медицина, сельское хозяйство свойственны инерционность и запаздывающая реакция на влияния факторов внешней среды. Если эти влияния имеют целенаправленность, то соответственно появляются задачи формирования воздействий, которые могут поддержать заданное состояние структуры в условиях различного рода возмущений, иначе говоря, задачи управления. В системах регулирования с обратной связью при условии неконтролируемых возмущений регулирующие воздействия вырабатываются по данным контроля отклонений характеристик аппаратов от заданных показателей. Наряду с этим наличие некоторого запаздывания усложняет регулирование процессов за счет продолжительного отсутствия реакции объекта регулирования на управляющий фактор. Преодоление таких трудностей, в частности для сложных многомерных систем с регулируемыми и управляющими переменными, на сегодняшний день представляет актуальную научно-техническую проблему разработки автоматических программ. Методологической базой разработки этих систем является теория автоматического управления. Современная теория автоматического управления достигла выдающихся результатов, тем не менее они не достаточно широко применяются в практической деятельности как при разработке, так и при наладке систем с запаздыванием. В сфере управления техническими объектами установилась парадоксальная, как может сперва показаться, ситуация, когда сильнейшие методики современной теории управления и большие возможности инновационной управляющей вычислительной техники сочетаются с повсеместным применением в практической деятельности автоматизации скромн

Работа посвящена исследованию способов автоматизированного определения параметров типовых законов регулирования применительно к широкому классу многомерных динамических объектов с запаздыванием по каналам передачи управляющих воздействий. Основное содержание заключается в демонстрации возможностей и тестировании в различных режимах ранее разработанного на кафедре МПУ СПбПУ программного комплекса MIMO-Master. На примере задачи управления двухступенчатым химическим реактором с запаздывающим рециклом показано, каким образом можно существенно расширить область применения ПК MIMO-Master.