Анализ и синтез на базе комплекса технических средств гипотетической микропроцессорной системы оптимального управления технологическим процессом и оборудованием технического объекта (Сушка), страница 6

Для «широкой» допустимой области:

    → min

1 ≤ X₁ ≤ 5.2

5≤ X₂ ≤ 9       

1 ≤ U₁ ≤ 5        

2 ≤ U₂  ≤ 5

Y_1min + u[α/2=(1-p)/2]s{ Y₁} ≤ Y₁ (X₁, X₂, U₁, U₂)≤ Y_1max – u[α/2=(1-p)/2]s{ Y₁}

p = 0.9 – доверительная вероятность

u[α/2=(1-p)/2]– квантиль нормированного нормального распределения

α/2=(1-p)/2   =>   α/2=0.05

u[α/2=(1-p)/2]=1.64

Решение:  Y₂ = 2.956  при  (X₁, X₂, U₁, U₂)=( 1  ,  5  ,  1  ,  2  )

Для «узкой» допустимой области:

→ min

1 ≤ X₁ ≤ 5.2

5≤ X₂ ≤ 9       

1 ≤ U₁ ≤ 5        

2 ≤ U₂  ≤ 5

Y_1min + u[α/2=(1-p)/2]s{ Y₁} ≤ Y₁(X₁, X₂, U₁, U₂)≤ Y_1max – u[α/2=(1-p)/2]s{ Y₁}

p = 0.9 – доверительная вероятность

u[α/2=(1-p)/2]– квантиль нормированного нормального распределения

α/2=(1-p)/2   =>   α/2=0.05

u[α/2=(1-p)/2]=1.64

Решение:  Y₂ = 7.264  при  (X₁, X₂, U₁, U₂)=( 4.101  ,  5  ,  5  ,  2  )

Т.о. выполняется неравенство:

Y₂=2.956 ≤ Y₂=6.474 ≤ Y₂=7.264

3.       Испытание статистических гипотез в задаче стохастической оптимизации

План задачи:  

Критерий оптимизации:

min

 

Ограничения на управляемые переменные:

1 ≤ X₁ ≤ 5.2

5≤ X₂ ≤ 9       

1 ≤ U₁ ≤ 5        

2 ≤ U₂  ≤ 5

Функциональные ограничения:

  £Y1_max

  ³Y1_min

 -- дисперсия Y1 и Y2 соответственно

  V1, V2 – ковариационная матрица коэффициентов

Решение:  Y₂ = 2.816  при  (X₁, X₂, U₁, U₂)=( 1  ,  5.2  ,  1  ,  5  )

Исследование динамических свойств выходного параметра y3 (канал y3-u2).

     Для идентификации динамических характеристик объектов управления используются специальные входные сигналы: ступенчатые, импульсные, синусоидальные. Ступенчатый сигнал является наиболее простым для применения, поэтому мы и использовали его в нашей работе. Здесь мы сняли кривую разгона и по ней графо-аналитическим методом определили параметры динамического звена (передаточную функцию звена). Однако этот метод используется в основном только в лабораторных исследованиях, так как на реальном объекте его применение ведет к увеличению себестоимости производства, а зачастую и к выходу за предельные границы допустимых ограничений, то есть к остановам производства и авариям.

Для снятия был взят период опроса (время дискретизации), равный 1 секунде, выбор  сделан из условия непрерывности процесса. 

Разгонная характеристика.(scachok1.i4)

 Вид передаточной функции:

U2 = 6.72

Y3 = 7.2   

коэффициент передачи K₀ = 1.07

время запаздывания сек.

постоянная времени сек.

В результате имеем передаточную функцию

Исследование и выбор оптимального закона регулирования регулятора

1.  Выбор внешних показателей качества процесса.

Были выбраны Для П-регулятора и ПИ-регулятора был выбран переходный процесс с 20% перерегулированием.

2.  Нахождение оптимальных параметров настроек регуляторов  различными законами для регулирования переходного процесса с выбранными свойствами.

П-регулятор:
с 20% перерегулированием – К_р = 1,8
 ПИ-регулятор:
с 20% перерегулированием – К_р = 0,39 ,    Т_и = 30,26

 

3.  Полученные по итогам эксперимента результаты.

П-регулятор с 20% перерегулированием: (Localavt.E4, Param.E4)

ПИ-регулятор с 20% перерегулированием: (Localavt.E1, Param.E1)

Предлагаемый комплекс технических средств

                               Структура программируемого контролера:

 

Управляющий модуль

                                                                                                                  ПС-0

                                       ....                                 ..

                                     от аналог.датчиков               от дискрет.датчиков

                                                                           А        ...     А             УСО

                                                                                                               ФДВ

                        ПС-1                                                 от конт.А

                                                                         от контр. В

                                                                                                        от аналог. датчиков

                                                                                                                            и ИМ

А- адаптер, предпроцессор

ФДВ-формирователь дискретных величин

АВ- аналоговые величины

ДВ-дискретные величины

СП-сетевой процессор

АЛТ-арифметико- логический процессор

Т-процессор времени

ПС-0 –шина магистрального интерфейса

УСО –устройство сопряжения с объектом

ЭНЗУ- энерго независимое запоминающее устройство .

ИА-испонительный автомат

ВАС-выносная аналоговая станция ,представляющая программное устройство ввода аналоговых сигналов и размещаемое непосредственно рядом с датчиками

МЛР- микропроцессорный локальный регулятор.

ПС-1- локальная сеть программируемого контролера.

Стадия 2. Технический проект.

     Основной целью,которую преследует разработчик при выполнении данной стадии работ - это разработка основных технических решений по создаваемой системе и окончательное определение ее сметной стоимости. Содержание этих работ сводится к проведению общесистемного и аппаратурно-технического синтеза АСУ ТП и разработке для нее специального математического и информационного обеспечений  и подразделяется на следующие этапы.

Этап 1. Системно-технический синтез АСУ ТП.

       На данном этапе разрабатывается общесистемная документация, документация организационного обеспечения, документация информационного обеспечения в соответствии с существующими ГОСТ.

Этап 2. Аппаратурно-технический синтез АСУ ТП.