Параметрическая идентификация модели объекта управления по переходной функции работающей системы автоматического регулирования

Владимир Иванович Панферов, Сергей Владимирович Панферов, Константин Сергеевич Халдин

Аннотация


Известно, что динамические свойства промышленных объектов по каналам управления обычно существенно меняются при изменении режима их работы. Поэтому показатели качества регулирования с неизменными настройками автоматических регуляторов тоже изменяются, причем, как правило, ухудшаются в процессе работы агрегатов. В связи с этим возникает задача периодической корректировки параметров настройки регуляторов в контурах работающих систем автоматического регулирования (САР). Указанную задачу можно решить только по фактическим динамическим параметрам эксплуатируемого объекта, поэтому в работе рассматривается задача оценки этих параметров, причем по реальным данным работающей замкнутой системы. При этом используется ступенчатое возмущение либо по заданию, либо со стороны регулирующего органа (по нагрузке), также может быть использована опытная реакция системы на возмущение любого вида по указанным каналам. Объект управления описывается дифференциальным уравнением второго порядка с запаздыванием. Критерий параметрической идентификации квадратичный, либо модульный или минимаксный. Задача идентификации решается с помощью программы, реализующей метод покоординатного спуска, получающиеся при этом задачи одномерной минимизации решаются с помощью подпрограммы, использующей метод золотого сечения. Для численного интегрирования уравнения объекта применяли метод Рунге – Кутты с погрешностью, пропорциональной пятой степени шага по времени. В работе проведена апробация разработанных программ параметрической идентификации по экспериментальным переходным характеристикам САР давления в металлургической печи. Указаны численно-аналитические процедуры настройки регуляторов в САР по найденным параметрам объекта управления.


Ключевые слова


автоматический регулятор; качество регулирования; переходная функция; замкнутая система автоматического регулирования; изменчивость характеристик объекта управления; параметрическая идентификация модели; коррекция настроек регулятора

Полный текст:

PDF

Литература


Копелович, А.П. Инженерные методы расчета при выборе автоматических регуляторов / А.П. Копелович. – М.: Металлургиздат, 1960. – 190 с.

Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов / Г.М. Глинков, В.А. Маковский, С.Л. Лотман, М.Р. Шапировский. – М.: Металлургия, 1986. – 300 с.

Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В.Ю. Каганов, Г.М. Глинков, М.Д. Климовицкий, А.К. Климушкин. – М.: Металлургия, 1987. – 300 с.

Климовицкий, М.Д. Регулирование объектов с переменными параметрами / М.Д. Климовицкий // Автоматика и телемеханика. – 1965. – № 1. – С. 168–172.

Захарова, Е.В. О стабилизации температуры в нагревательных печах периодического действия / Е.В. Захарова, Е.А. Кочетков, В.К. Курилов // Изв. вузов. Черная металлургия. – 1982. – № 2. – С. 155–156.

Bristol, E.H. Pattern recognition: On alternative to parameter identification in adaptive control / E.H. Bristol // Automatica. – 1977. – Vol. 13. – P. 197–202. DOI: 10.1016/0005-1098(77)90046-2

Kraus, T.W. Self-tuning PID controllers uses pattern recognition approach / T.W. Kraus, T.J. Myron // Control Engineering. – June 1984. – P. 106–111.

Tachibana, K. Single Loop Controller with Auto-Tuning System Using the Expert Method / K. Tachibana, T. Suehito, T. Saito // Hitachi Review. – 1987. – Vol. 36, no. 7. – P. 357–362.

Ротач, В.Я. Автоматизированная настройка ПИД-регуляторов – экспертные и формальные методы / В.Я. Ротач // Теплоэнергетика. – 1995. – № 10. – С. 9–16.

Мань, Н.В. Настройка регуляторов по переходной характеристике замкнутой системы с уточненной моделью объекта / Н.В. Мань // Теплоэнергетика. – 1998. – № 7.– С. 55–58.

Ротач, В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования / В.Я. Ротач. – М.: Энергия, 1973. – 300 c.

Автоматизация настройки систем управления / В.Я. Ротач, В.Ф. Кузищин, А.С. Клюев и др.; под ред. В.Я. Ротача. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 300 с.

Ротач, В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами / В.Я. Ротач. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 300 c.

Панферов, В.И. Численный расчет систем автоматического регулирования / В.И. Панферов // Изв. вузов. Черная металлургия. – 1997. – № 4. – С. 66–68.

Панферов, В.И. Оценка динамических свойств объекта управления по переходной функции замкнутой системы / В.И. Панферов // Изв. вузов. Черная металлургия. – 1999. – № 10. – С. 54–56.

Штейнберг, Ш.Е. Настройка и адаптация автоматических регуляторов. Инструментальный комплект программ / Ш.Е. Штейнберг, И.Е. Залуцкий, Л.П. Сережин // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2003. – № 10. – С. 43–47.

Qiwen Yang. Simultaneous PID self-tuning and control / Qiwen Yang, Yuncan Xue, Jiao Huang // Proceedings of the 2004 IEEE International Symposium on Intelligent Control, 2–4 Sept. 2004. – 2004. – P. 363–367. DOI: 10.1109/ISIC.2004.1387710

Ho, H.F. Adaptive PID controller for nonlinear system with H∞ Physics and Control / H.F. Ho, Y.K. Wong, A.B. Rad // Proc. of International Conference, 20–22 Aug. 2003. – 2003. – Vol. 4. – P. 1315–1319.

Растригин, Л.А. Современные принципы управления сложными объектами / Л.А. Растригин. – М.: Сов. радио, 1980. – 300 c.

Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления: пер. с англ. / П. Эйкхофф. – М.: Мир, 1975. – 300 c.

Плютто, В.П. Практикум по теории автоматического управления химико-технологическими процессами. Цифровые системы / В.П. Плютто, В.А. Путинцев, В.М. Глумов. – М.: Химия, 1989. – 300 c.

Панферов, В.И. Об одном подходе к решению задачи выбора и настройки автоматических регуляторов / В.И. Панферов // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. – 2004. – Вып. 4 (26). – С. 139–144.

Панферов, В.И. Выбор и настройка автоматических регуляторов в системах теплоснабжения / В.И. Панферов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2005. – Вып. 3, № 13 (53). – C. 81–84.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr190305

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.