Робастные системы и адаптивное управление, страница 5

Устройство функционирует следующим образом. Информация, генерируемая датчиками температур 2, постоянно попадает в регулятор температуры куба 5, регулятор температуры верха 10 и в блок 14, в котором производится накопление текущих реализаций, идентификация настроечных коэффициентов математической модели ректификационной колонны и строится модельный профиль температур по высоте колонны.

Температурный профиль по высоте колонны фиксируется тремя управляющими воздействиями: расход перегретого пара, поступающего в теплообменник 3, расход хладагента, подаваемого в дефлегматор 8, и температура тарелки питания, которую можно изменять с помощью теплообменника 13. При этом два из управляющих воздействий (расход перегретого пара и расход хладагента) определяют начальное (температура куба) и конечное (температура верха колонны) значения профиля температур по высоте колонны.

На протяжении всего периода идентификации должны быть зафиксированы температура куба посредством блока 5, температура верха колонны посредством блока 10 и температура тарелки питания посредством блока 15.

В каскадной системе регулирования температуры куба (блок 7), выходная величина промышленного хроматографа 4 поступает в качестве задания на регулятор температуры куба 5, вырабатывающий задание регулятору 6, предназначенному для стабилизации расхода перегретого пара, поступающего в теплообменник 3.

 

Рис. 7.7.  К понятию робастной системы с эталонной моделью

Аналогично в каскадной системе регулирования температуры верха (блок 12), выходная величина промышленного хроматографа 9 поступает в качестве задания на регулятор температуры верха 10, который вырабатывает задание регулятору 11, предназначенному для стабилизации расхода хладагента, поступающего в дефлегматор 8.

Блок идентификации текущего значения эффективности работы ректификационной колонны 14, кроме идентификации математической модели и вычисления модельного профиля температур , вычисляет также минимальное значение квадрата отклонении модельного профиля температур по высоте колонны от измеренного температурного профиля . Минимум ищется по математической модели ректификационной колонны, представленной в главе 2, методом градиентного поиска по температуре питающей тарелки. Величина минимума принимается за текущее значение эффективности работы ректификационной колонны и устанавливается в качестве задания регулятору температуры питающей смеси 15. Само же изменение текущего значения температуры питающей смеси осуществляется путем изменения расхода греющего пара посредством теплообменника 13 регулятором 16.

7.3 Комбинированные робастные системы. Их особенности.

 

Рис 7.8.  К понятию о комбинированных робастных системах

В комбинированных робастных системах процедура идентификации, которая предназначена для отслеживания дрейфа  динамических характеристик  эталонной модели объекта управления, реализуется только методами нелинейного программирования. При этом сложность модели такова, что не выполняется ограничение:  .  и на оптимизацию времени не остается.

Тогда оптимальное значение управляющего воздействия можно найти, зная информацию о прошлом объекта управления и предназначенную для идентификации положения рабочей точки объекта управления на критерии управления. Это можно сделать по алгоритму :

                                ,                                     

где ,  – флуктуация входных и выходных параметров объекта, полученные из хранимой в памяти ЭВМ прошлой информации;        – обозначение операции определения знака выражения.

Преимущества комбинированных робастных систем:

1.  Комбинированные системы точнее находят экстремум, по сравнению с безмодельными алгоритмами, за счет наличия блока оптимизации, который отсутствует в безмодельном алгоритме управления;