Рекомендации к разработке модели водонагревателя. О реализации обратной связи. Рекомендации к проведению синтеза регулятора с использованием приемов оптимизации. Функция желательности Харингтона, страница 4

В модели САР необходимо учитывать, что на выходе термопары напряжение, а уставка задатчика – температура. Необходимо в модели предусмотреть нормирующие преобразователи, задание температуры окружающей среды (холодных спаев) и соответствующую оценку температуры воды с учетом разности состояния горячих и холодных спаев (сигнал с термопары соответствует перегреву горячего спая над холодным).

Постоянная времени и время переходного запаздывания – задаваемые величины, которые в некоторых пределах изменяются при изменении температуры. При структурном моделировании они должны быть подобраны и обеспечены переходной кривой, воспроизводящей свойства составного инерционного звена второго порядка в виде S–образной кривой (рекомендации представлены в файле поддержки «О представлении свойств термопары»).

Рекомендации к проведению синтеза регулятора

с использованием приемов оптимизации

В силу нелинейности свойств, присущих системе с нелинейными свойствами объекта управления и регулятора, а так же указанному критерию качества и ограничением по перерегулированию, существующие положения настройки параметров регуляторов с типовыми законами управления носят характер первого приближения.

Необходимо выполнить параметрический синтез регулятора, реализующего ПИД-закон с реальным форсирующим звеном (постоянную времени инерционного звена первого порядка, включаемого последовательно с дифференциатором выбираете самостоятельно с обоснованием в пояснительной запискепринятого решения).

Свойства исследуемой системы стабилизации воды в калорифере необходимо оценивать по обобщенному показателю качества, составленному из двух показателей, определяющих качество системы при отработке возмущений.

При описании системы необходимо представить концепцию её проектирования с иллюстрациями, по меньшей мере, функциональной схемой. Примеры такого описания можно найти, например, в [1].

Формирование целевой функции и выбранный метод параметрического синтеза необходимо обосновать с привлечением положений, представленных ниже.

Для понимания проблем использования интерфейса в блоках Simulink рекомендуется [3,4].

Определение параметров настройки регулятора, как первого приближения, выполнять с учетом [5] либо самораспаковывающегося файла информационной поддержки «Ликбез по ТАУ».

Функция желательности Харингтона

(нумерация формул в пределах раздела)

Одним из наиболее удачных способов решения задачи оптимизации с большим количеством оцениваемых свойств и наличием ограничений является использование предложенной Харрингтоном в качестве критерия оптимизации так называемой обобщенной функции желательности D.

Для построения D предлагается преобразовать размерные значения свойств в безразмерные величины по шкале желательности d. Преобразование является субъективным, отражающим отношение пользователя к отдельным свойствам. Величина D Обобщенная функция ищется как средняя геометрическая от частных значений d:

.                                                                             (1)

С обобщенной функцией желательности Dможно осуществлять все вычислительные операции, как и с любым свойством; можно использовать Dи в роли критерия оптимизации устройства в целом.

Для построения D удобно использовать метод количественных оценок с интервалом значений желательности от нуля до единицы. Значение d= 0 (или D= 0) соответствует абсолютно неприемлемому значению данного свойства, а d= 1 (D= 1) – самому лучшему значению свойства, причем дальнейшее улучшение его или невозможно, или не представляет интереса. Промежуточные значения желательности и соответствующие им числовые отметки назначаются по условиям:

Такой выбор числовых отметок объясняется удобством вычислений, поскольку