Настройка и адаптация. Адаптивное управление, страница 12

Непрерывная адаптация. Первоначальной движущей силой обращения к адаптивному управлению было стремление справиться с изменениями динамики объекта и возмущениями. Типичные примеры - изменения из-за не поддающихся измерению вариаций свойств сырья, износа механических систем, засорения теплообменников. Это — традиционные случаи использования адаптивного управления, где требуются непрерывно адаптирующиеся регуляторы.

Управление с прямой связью - весьма мощный и полезный метод отработки измеряемых возмуще­ний. Имеются две существенные трудности, значительно ограничивающие использование метода: во-первых, он требует хороших моделей; во-вторых, регулятор прямой связи сложно настраивать из-за необходимости ждать появления помехи. Обеих трудностей можно избежать благодаря адаптивным методам. Адаптация позволяет получить хорошие модели, а настройка проводится автоматически при возникно­вении помехи. Многие выгоды, приписываемые применению адаптивных регуляторов на ранних этапах развития этого направления, относили и на счет использования адаптивной прямой связи [21,95]. Следует также отметить, что адаптивная прямая связь включена даже в весьма простые ПИД регулято­ры [54].

4.2. Промышленные изделия

Имеется широкий набор промышленных изделий, в которых используется адаптация. Далее приводится их обобщенная характеристика с несколькими примерами.

Средства настройки. Выпускаются приборы для настройки, функционирующие следующим образом. Обыч­ный регулятор отсоединяют от объекта, и вместо него подключают прибор для настройки. После проведения настройки снова возвращают регулятор и вводят в него параметры, найденные в результате настройки. Одно из достоинств таких приборов состоит в том, что их можно использовать вместе с обычным оборудованием, недостаток - в том, что параметры регулятора могут быть определены


многими способами, а следовательно, пользователь должен быть достаточно квалифицированным. Некоторые устройства для настройки снабжены средствами анализа спектров и динамики объекта. Система Protuner компании Techmation, реализованная на ПЭВМ со специальными платами для связи с объектом, - один из примеров средства настройки.

ПИД регуляторы. Большинство промышленных задач управления решается с помощью стандартных регулято­ров типа ПИД. Эти регуляторы существуют во многих видах: как отдельные узлы, как блоки в программируемых логичес­ких контроллерах (ПЛК) и распределенных системах управле­ния, как части определенных систем управления. Адаптивные алгоритмы встроены во многие такие системы. Наиболее распространена, по-видимому, автоматическая настройка; ее нередко объединяют с непрерывной адаптацией управления по отклонению и по возмущению и с программным изменени­ем коэффициента усиления. В случаях, когда адаптивные алгоритмы тесно объединены с регулятором, можно создать весьма простые в применении системы. Несколько систем сконструировано таким образом, что настройка осуществля­ется простым нажатием на кнопку. Ряд изделий рассмотрен в работах [1 1, 12]. Эта продукция выпускается большинством производителей оборудования для управления технологичес­кими процессами.

Распределенные системы управления технологическими процессами традиционно базировались на стандартных ПИД регулировании, логике и упорядочении во времени. Системы программируются обычно с использовани­ем блочноориентированной парадигмы, так что систему управления можно собрать, соединяя между собой блоки из библиотеки. Многие из этих систем снабжены теперь средства­ми адаптивногоуправления.Частоэти свойства унаследованы от аналогичных средств в одноконтурных регуляторах. Усовершенствованный контроллер Университета Ньюкастла (The University of Newcastle Advanced Controller), созданный в Австралии под руководством Г. Гудвина, — недавняя разработка такого типа. Подобные системы потенциально способны обеспечивать лучшие показатели, чем ПИД регуляторы, но требуют более квалифицированных пользова­телей в сравнении с простыми регуляторами [96].