CC BY
13
УДТС6?1 SI?.4011 S6
РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПРОЦЕССОМ
ПО ДИСКРЕТНОЙ МОДРЛИ
А. В. Ннкозов, А. В. Милых
Оа ¡сKit it гисударсптинный /техничес кий университет, Омс к, Рсксм
А»нотация - Рассмотрена реллипцня самонастраивающейся адаптивной системы управления, построенной на осноес дискретной модели к работающей в условиях неопределённости. Система имеет два
MIHIt|i;i \II|I.IK IНН 114 — Д.ЛМ К11{,|№1Н1 КИК НИ uflhPkl II MM фирм IIJIDKH НИИ ГШ НИ. IIIК ГЯМИНЖ'фИНКИ. Л Годил к
объекта имеет настраиваемые параметры и схожа со структурой объекта управления. Также приведена crpvKiypa системы, обеспечивающая оценку ее параметров. Погрешность управления не превышает 0,5 %. С1 |j\Kixpa синемы liuiBO.iJiti н'1днль.шил1Ь uui имальиыи ба.шне иыс!рид«йсiвие.и блика
сравнения и быстродействием системы управления.
Ключевые слова: дискретная модель, дискретная система, неопределенность сигналов, самонастройка.
1 Ввьдьниь
Применение АСУ производственными процессами опирается на предварительное обследование объекта ав-1 ими 1 нащии и с .ъдиких модели, полюляющей учкгсчь соатлшие обыгжла уирльлеылл и кауголехры самим системы. функционирующей в широком диапазон г эксплуатационных параметров Щ В 12J показана возможность отражения работы АСУ как апалогоэои. так и дискретной моделью и дапа сценка точности применяемой моде лн. Такая возможность использована для управления отдельным технологическим процессом промышленного предприятия, образуя собой ядро управления [JJ.
Как аналоговая, так и дискретная системы управления имеют своп лостош1ства и недостатки В премтлгт ленных условиях АСУ работает в широком диапазоне дестабилизирующих факторов, что у аналоговой системы кедгт к нгс.тлбильности хлрлктгрттптпг Анаттпгокыг АСУ сттожттът к гтримгягнин ттри ^гтянцроннпм уттрлилг-ннн. требующем протяженных широкополосных каналов связи. Кроме этого. АСУ относятся к категории «сложных и больших систем», что ведет к значительным трудностям при их производстве н индивидуальной огладке.
EL ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Недостатки аналоговых АСУ устраняются в дискретных системах, когда носителем инф ормации является не л налоговый гпгнлл г двоичный кол, гдг ияформлци* спдгржтгггя в дяннмх. имгтг.ттхих фиксироклнног ЛО~КНГ-схос значение [4]. Обычно переход к цифровой системе управления начинается с замены аналогового фильтра на цифровой, который также должен обеспечивать динамические характеристики системы управления и поме-хоус.гойчикисгь 1дггк нояклиггем иш«н1н:1ь. i кччинили t хадинигм шига кргчгнной дигьрегичации но тгирсмг Котельников а н ведущая к большой тактовой частоте мккро ЭВМ-
Работа системы управления в производственных условиях сопряжена с неопределенностью параметров входных сигналов и помех, которые изменяются во времени. Поэтому для обеспечения эффективности систем уттршшпш* пгргхпдягт v глшнлгтрашпкппямгя ллатпилним гигтгмлм Их параметры и гтругтурл тгодстрличл-ются под внешние условия, чем обсспсчнвастся квазноптнмальнын режим управления.
В [2. 31 показан подход н алгоритм, обеспечивающий оеалнзацню самонастраивающейся системы. Данные.
ннутиг информацию II 11М-ЦИНИИ -.ГОНГМЯ уприкггним И СоГмЛКГННЫХ ШфИМПрИХ Г.ИГГГММ упракигним IIJIH
И17.К-НГИИИ ТШГТТГНТГС условий, фор\1ИруК>Т ЛНЙЧГНИР уттрлплятщгго ГЯГИЛЛЛ ГТг rTO НГ01"1Х0ГТТ\*0 .ПГЛТГЪ R лнтомл-
пгческом режиме. Функциональные узлы, обеспечивающие самонастройку, должны входить з систему упраю лгним гик кяь щип>-(><h]kik;iiк ход ичмгнгний пиримсфпк ойкгчги уирлнлгнин и мпдулгй симой сисгким нгкс>:<-
можпо
ИЗ. ТЕОРИЯ
Н-1 |1И(*уНКГ ШЖа-ИНП l|iyH KI ^ИК>Нг111 КНИЧ i-ХГЧЫ. рГИЛИЧуКИЦЯН ПОДХОД И пмшригм ич [?, /gin 1*ИМОНБ1(г1|1ИИ№1-
гощепся системы. Алгоритм самонастройки оценивает оютопешм регулируемого параметра объекта от нормы. Сисигма имее: два ьлднгура уирдо.хенлм — дня ии'¿дгйсчьлл на объект управления и ди* формирование сктыгикш :71М(<Нг«-1]Х1Йки но наримтрим ¡«мгныфицигн г nqr^iHH чрш \j»n уп^кшлгним К», «шкпшнняи кргмгни Г» и очук-
стрптедыгосп, по амплитуде помехи Z». Сформированные сигналы управления воздействуют па соответствую
щиг уираклясмыг элгмгшм
Способ построен]»! самопасгразтающепся адаптивной системы управлешш опирается па положешхя ш [5.
fi] Сипгча yiijjuK. 1г*них ни дн1'к])ггнс)й модг.ш жкшишп рпулчтру упансжигк ошнм.мкнкг нарнмпрм н чя-внснмости 01 режима работы. Происходит оптимизация процесса настройки, а для повышения точности не иильжя'1 комиеьсаиианыыи мешл. В функциональной елгме входное коленей нне йодле гея на оЬьех! к на ею модель. Модель объекта имеет настраиваемые параметры. Выходной сигнал объекта сравнивается с выходным сигналом модели, и происходит настройка параметров модели. Автоматическая настройка производится по минимуму- рассогласования: не л ост л то к информации оо ооьекге компенсируется настройкой параметров модели объекта Представляя объект управления как апериодическое звено, выражение для опорной модели самонастраивающейся гдаптивней системы управления в установившемся режиме можно предложить в виде:
& 1 Р =.Риг (О■ К.у
где Pi it) опорный сигнал: Pvh(j) сумма управляющего сигнала н помехи.
IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ При численном моделировании дискретной модели системы управления (параметр Z приняг разным нуао) ИрИ уКГНИЧГНИИ FC ПП1]1П11Н(К-ГЬ умрлнлгнии НГ »¡Х-КЧШЫП 0.5 c'i Уш-ЛИЧГНИР ГКРу(Р I к ИОфП 1НОП и уприклгни* параметром объекта от пренебрежимо малого значения до 1.5 %. На диапазон изменения параметров К н Г влияют условия устойчивости работы системы управления.
IV. Результаты экспериментов При численном моделировгнии дискретной модели системы >иравления (параметр Z принят разным нуоо) при увеличении А погрешность управления не превышает 0.i> Увеличение Г ведет к погрешности управления параметром объекта от пренебрежимо малого значения до 1,5 %. На диапазон изменения параметров К н г влияют условия устойчивости работы системы управления.
V. Обсуждение результатов Очевидно, блек сравнения должен иметь более высокое быстродействие. чем интервал времени для управления. В структуре нужно устанавливать оптимальный баланс между быстродействием блока сравнения и быстродействием снстсмы управления. .6 сеть блок сравнения должен иметь более высокое быстродействие, чем собственно система адаптивного управления Но адаптивная система управления будет более быстродействующей в связи с отсутствием затрат времени на оценку параметров.
VI ВЬПОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ Опираясь на опорную модель самонастраивающейся адаптивной системы управления в установившемся режиме, необходимо составить уравнение, отражающее систему в процессе подстройки. Это уравнение покажет днпампку управлении скоростью изменения характеристик объекта (его информативных параметров).
Офукгури С И1ГГМЫ г. пцгнкпй rr парнмтрок < ппмечцкю дисърпнмй модг.ш. мричгдгнн.чи ни рис 1 дигг днекрегные оценки парсмстров системы Л, Г к Z во времени. Но нужно построить математическую модель системы. работающей в условиях неопределённости н использующую указанные оценки. Для рассмотрения работы адаптивной самонастраивающейся системы управления в динамике в качество целевой функции нужно принять доешженне системой устойчивого состояния, к которому она приводится быстрее, чем это бу^ег происходить в реальности.
о
о
а
я ъ
V §
□
с-
-а -
о
О S ï> ej
О. £
X g.
б
'i cu
список литературы
1. Угреватов А Ю_, Угревают В. Ю.АСУ наружным освещением города И Автоматизация в промышленности. 2011. №9. С. 16-18.
2. Милых. А. В.. Никонов А. В. Управление режимами освещения промышленных предприятии ■■■' Информационные технологии н автоматизация управления: материалы S-й Всерос. науч.-прав. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ. 2015. С. 64-70.
3. Милых А. В.. Никонов А. В. Модель автоматизированного управления производственным процессом (освещением) на предприятии // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. 2015. № 3 (143).С. 268-274.
4. Lawrence R. Rabincx, Gold Bernard. Tlieorv and Application of Digital Signal Processing.Prentice-Hall. Ltic. EogleWood Cliffs: New Jersey. 1975.
5. Kuo Benjamin C. Digital Control Sy-.tenis.Holt. Rinehart and Winston, Inc. New York: Sydney. 1980
6. Harris С J Billings S.A. Self Timing and Adaptive Control: Theory and Application. Peregrinus on behalf of Institution of Electrical Engineers. London UK. 1985.362 p.
