Информатика и выч. техника \ Автоматизированные информационно-управляющие системы

Анализ и синтез на базе комплекса технических средств гипотетической микропроцессорной системы оптимального управления технологическим процессом и оборудованием технического объекта (Парогенератор), страница 2

Для получения общего представления о процессе, функциональных элементах, исходных, промежуточных и конечных продуктах парогенератора составим обобщенные (качественные) иконографические модели:

Результатом выделения объекта исследования в пространстве координат его поведения является параметрическая схема:

Рис. 2. Параметрическая схема ТОУ.

где X1, X2 – контролируемые, но неуправляемые переменные; U1, U2 – контролируемые и управляемые переменные; Y1, Y2, Y3 – регулируемые переменные

X1- температура воды;

X2- калорийность топлива;

U1- расход воды;

U2- расход топлива;

Y1- паропроизводительность;

Y2- давление пара;

Y3- температура пара;

Общее представление об объекте и последовательности процессов позволяет получить технологическая схема:

Рис. 3. Технологически схема ТОУ.

Анализ физико-химической сущности процессов объекта исследования может быть произведен на операторной схеме:

Рис. 4. Операторная схема ТОУ.

Обобщенное представление о процессе функционирования объекта дает функциональная схема:

Рис. 5. Функциональная схема ТОУ.

Для составления алгоритма оптимального управления ТОУ потребуется провести следующие исследования:

· Выявление связей входных переменных с выходными;

· Определение статистических характеристик случайных возмущений;

· Идентификация статических систем;

· Идентификация динамических систем;

· Определение типа и параметров используемого регулятора;

4. Предпроектные НИР

На данном этапе производится анализ ТОУ, информационных потоков, формулировка критерия управления, разработка предварительных математических моделей.

4.1. Анализ ТОУ, информационных потоков

4.1.1. Исследование многосвязности и линейности объекта.

Объект будет являться многосвязным, если при изменении одной из входных величин изменяются несколько выходных. Объект будет являться линейным, если между выходными и входными величинами существует линейная зависимость.

С целью проведения данного исследования поставим следующий эксперимент: будем снимать данные при изменении одной из входных переменных. Остальные входные переменные при этом фиксируются. Получены следующие результаты:

Исследование зависимости выходных величин Y1, Y2, Y3 от входной величины X1 (данные peregrev.i1)

Рис. 6. График изменения переменных с течением времени

Рис. 7. График зависимости выходной величины Y1 от входной величины X1

Рис. 8. График зависимости выходной величины Y2 от входной величины X1

Рис. 9. График зависимости выходной величины Y3 от входной величины X1

На графиках рис. 1а и 1б прослеживается линейная зависимость Y1 и Y2 от X1. Прямой зависимости между изменением X1 и Y3 не наблюдается. С учетом исследуемого интервала и аппроксимации графики приобретают вид:

Рис. 10. График зависимости выходной величины Y1 от входной величины X1

Рис. 11. График зависимости выходной величины Y2 от входной величины X1

Исследование зависимости выходных величин Y1, Y2, Y3 от входной величины X2 (данные peregrev.i2)

Рис. 12. График изменения переменных с течением времени

Рис. 13. График зависимости выходной величины Y1 от входной величины X2

Рис. 14. График зависимости выходной величины Y2 от входной величины X2

Рис. 15. График зависимости выходной величины Y3 от входной величины X2

На графиках рис. 2а и 2б прослеживается линейная зависимость. Прямой зависимости между изменением X2 и Y3 не наблюдается. С учетом исследуемого интервала и аппроксимации графики приобретают вид:

Рис. 16. График зависимости выходной величины Y1 от входной величины X2

Рис. 17. График зависимости выходной величины Y2 от входной величины X2

Исследование зависимости выходных величин Y1, Y2, Y3 от входной величины U1 (данные peregrev.i3)

Рис. 18. График изменения переменных с течением времени

Рис. 19. График зависимости выходной величины Y1 от входной величины U1

Рис. 20. График зависимости выходной величины Y2 от входной величины U1

Рис. 21. График зависимости выходной величины Y3 от входной величины U1

На графиках рис. 3а и 3б прослеживается линейная зависимость Y1 и Y2 от U1. Прямой зависимости между изменением U1 и Y3 не наблюдается. С учетом исследуемого интервала и аппроксимации графики приобретают вид: