Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ современных управляющих систем 15
1.1 .Анализ свойств объектов управления 15
1.2. Анализ алгоритмов управления многосвязными объектами 20
1.3 .Анализ методов расчета и количественной оценки работоспособности алгоритмов 35
1 АВыводы. Постановка задач исследования 51
2. Математическое описание процессов управления многосвязными объектами 54
2.1 .Структура модели объекта в программно-аппаратном измерительном комплексе 54
2.2. Математическое описание сигналов, помех измерений и дрейфа характеристик многосвязных объектов 55
2.3 .Математическое описание многосвязных объектов 61
2.4.Методика определения математических моделей многосвязных объектов..63
2.5.Обсуждение результатов. Выводы 67
3. Математическое описание алгоритма управления многосвязными объектами 70
3.1 .Структура математической модели алгоритма управления 70
3.2. Мето дика расчета оптимальных настроек алгоритма управления 76
3.3 .Структура программно-аппаратного измерительного комплекса 78
3.4. Обсуждение результатов. Выводы 79
4. Синтез алгоритмов управления многосвязными объектами 81
4.1 .Исследование алгоритмов управления процессом ректификации 81
4.2. Исследование алгоритмов управления процессом приготовления резиновых и пластмассовых смесей 87
4.3.Исследование алгоритмов управления процессом абсорбции 92
4.4.Использование программно-аппаратного измерительного комплекса для синтеза новых алгоритмов 96
4.5.Обсуждение результатов. Выводы 103
Заключение 106
Список использованной литературы 109
Приложения 119
- Анализ алгоритмов управления многосвязными объектами
- Математическое описание сигналов, помех измерений и дрейфа характеристик многосвязных объектов
- Мето дика расчета оптимальных настроек алгоритма управления
- Исследование алгоритмов управления процессом приготовления резиновых и пластмассовых смесей
Введение к работе
Актуальность темы,
В настоящее время для решения задачи оптимального управления непрерывными технологическими процессами используются простые алгоритмы с одной обратной связью, в которую включено управляющее устройство, реализующее один из типовых законов управления. Иногда этого достаточно для эффективного функционирования процесса и системы управления этим процессом. Но повышение требований к конкурентоспособности готовой продукции, а, следовательно, к ее качеству и снижению материальных и энергетических затрат на ее производство, делает актуальной задачу разработки алгоритмов управления, обладающих более сложной структурой и использующихся сейчас лишь на стадии проектных решений.
Оценку эффективности и работоспособности как действующих, так и разрабатываемых алгоритмов управления целесообразнее проводить с использованием методов имитационного моделирования, модернизировав их с учетом реальных условий производства и эксплуатации оборудования. Применение методов имитационного моделирования может повысить уровень информационной насыщенности об объекте управления и, тем самым, увеличить качественные показатели продукции и эффективность управленческих решений.
В связи с этим, задача разработки, исследования и внедрения новых программно-аппаратных методов имитационного моделирования является актуальной.
Цель работы: разработка программно-аппаратного измерительного комплекса для исследования алгоритмов управления многосвязными объектами.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
-
Модернизировать методы имитационного моделирования для использования в условиях наиболее приближенных к реальным с учетом дрейфа характеристик, помех измерения и случайного изменения параметров;
-
Разработать структуру программно-аппаратного измерительного комплекса (ПАИК);
-
Разработать математическое описание многосвязных объектов управления, учитывающее случайные изменения входных сигналов, помех измерения и дрейфа характеристик;
-
Разработать алгоритм получения математической модели по данным нормального функционирования объекта;
-
Выбрать математическое описание Г"ЛТ|і|і|ііііічпіі jiiiji щін пин многосвязными объектами; I BMfijiknTFv "*
GfltTtp
_»»52?ЭД
6. Проверить адекватность полученных решений и провести
исследование алгоритмов на работоспособность и эффективность
управления.
Методы исследования. Диссертационная работа выполнена с применением методов и аппарата современной теории автоматического управления, методов имитационного и математического моделирования, методов статистического анализа.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Разработан программно-аппаратный измерительный комплекс для исследования алгоритмов управления многосвязными объектами, который позволяет имитировать процесс управления с учетом влияния дрейфа характеристик, помех измерения;
-
Разработано математическое описание многосвязных объектов управления, включающее математическое описание изменения входных сигналов как случайных функций;
-
Предложен алгоритм нахождения математической модели объекта по данным нормального функционирования;
-
Предложена методика нахождения начальных условий функционирования программно-аппаратного измерительного комплекса;
-
Проведена проверка работоспособности ПАИК по переходным процессам известных технических решений.
-
Предложен новый алгоритм управления процессом абсорбции, отличающийся введением в линию измерения расхода тощего абсорбента динамического компенсатора.
Практическая ценность работы. Наибольшую практическую ценность представляют следующие результаты исследования:
-
Пакет прикладных программ для нахождения весовой функции объекта управления по экспериментальным данным с использованием уравнения Винера-Хинчина;
-
Пакет прикладных программ для расчета начальных условий функционирования каскадных систем управления; пакет может быть использован для расчета оптимальных настроек типовых регуляторов;
-
Программно-аппаратный комплекс для исследования качества многоконтурных управляющий систем.
Практическая реализация результатов.
Результаты работы использованы при выполнении кафедрой "Автоматика, электроника и вычислительная техника" ВПИ (филиал) ВолгГТУ следующих разработок: 1) бюджетной темы 08.2.44. «Анализ и синтез систем оптимального управления технологическими процессами; 2) хозяйственной договорной темы 2/17 - 03 «Разработка принципиальной схемы установки для бесконтактного мониторинга»; 3) бюджетной темы 2/10-Г-02 «Разработка информационно-измерительной системы контроля за состоянием особей рыб в условиях закрытого водоема». Результаты работы в виде программного и информационного обеспечения внедрены на ОАО «Волжский Оргсинтез» и используются в учебном процессе в виде
лабораторного практикума при изучении дисциплин «Теория автоматического управления» и «Теоретические основы автоматического управления».
На защиту выносятся следующие положения,
-
Программно-аппаратный измерительный комплекс для исследования алгоритмов управления многосвязными объектами;
-
Алгоритм получения математической модели по данным нормального функционирования многосвязных объектов управления;
-
Методика нахождения начальных условий функционирования ПАИК для исследования алгоритмов управления;
-
Новый алгоритм управления процессом абсорбции, отличающийся от известных введением в линию измерения расхода тощего абсорбента динамического компенсатора.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и городских конференциях, в том числе на Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерения в системах контроля и управления» (Пенза, 2001 г.), Всероссийской заочной конференции «Перспективы развития Волжского региона» (Тверь, 2002 г.), К международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2003 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов» (Пенза, 2003 г.), Международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий» (Сочи, 2003 г.), ИХ, IX межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых г. Волгограда и Волгоградской области (Волгоград, 2002, 2003 г.).
Публикации.
По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ. Из них: 2 статьи (одна в центральной печати), 7 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 103 наименования, 3 приложений. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков и 2 таблицы.
Анализ алгоритмов управления многосвязными объектами
Управление современными технологическими объектами по энергетическим и материальным показателям, которые являются выходными координатами, осуществляется с использованием одноконтурных и многоконтурных систем, которые основаны на применении типовых законов регулирования.
При управлении по параметрам теплового баланса применяют сложные алгоритмы, основной целью которых является расчет критерия управления, и реализация управляющих воздействий так же производится с помощью одноконтурных систем и типовых законов.
Множество объектов имеют экстремальные статические характеристики и для управления ими применяются математические модели объекта (в основном для поиска экстремума), а алгоритмы управления строят так, чтобы на основе изменения входных и выходных параметров процесса постоянно корректировалось значение основных управляющих воздействий, то есть снабжают их алгоритмами идентификации [3, 37, 45, 46, 78]. Функционирование этих алгоритмов требует использования специальных информационно-измерительных систем (ИИС). От способа реализации этих систем алгоритмы управления разбиваются на: 1) алгоритмы управления, функционирование которых основано на использовании текущей измерительной информации; 2) алгоритмы управления, использующие измерительную информацию и знания о некоторых свойствах объектов; 3) алгоритмы управления, в которых кроме измерительной информации от ИИС используются все знания об объекте представленные в виде математической модели. В тех случаях, когда дрейф параметров процесса характеризуется только смещением зависимости вдоль координат X и не приводит к искажению формы экстремальной зависимости, целесообразно применение алгоритмов, использующих только текущую измерительную информацию об объекте. Примером подобных алгоритмов может служить алгоритм управления процессом абсорбции, который осуществляется следующим образом (рис. .2.). [6]
Процесс абсорбции происходит в установке состоящей и абсорбера 1, в котором происходит процесс поглощения газов абсорбентом, теплообменника 2 для захолаживания тощего абсорбента.
Для управления процессом абсорбции служат: регулятор 3 расхода тощего абсорбента, регулятор 4 уровня в абсорбере, регулятор 5 температуры тощего абсорбента, регулятор 6 расхода насыщенного абсорбента, регулятор 7 давления в абсорбере, анализатор 8 качества отдувок, блок 9 для вычисления абсолютного прироста абсорбента, вычислительный блок 10, блок 11 формирования управляющего воздействия. Управление процессом абсорбции происходит путем изменения подачи абсорбента на абсорбцию регулятором 3, заданием для которого является сигнал, приходящий с блока формирования управляющего воздействия 11. На блок И приходит сигнал вычислительного блока 10 и анализатора качества отдувок 8. Блок 10 реализует алгоритм: где є - степень насыщения абсорбента; AG - абсолютный прирост абсорбента; G] - расход насыщенного абсорбента. Сигнал, пропорциональный AG, формируется на блоке 9, который реализует алгоритм: 4G = GS-G2, (1.3) где G2 - расход абсорбента в абсорбер. Для обеспечения нормального функционирования процесса абсорбции стабилизируют три параметра: 1) уровень в кубе абсорбера - регулятором 4 - путем изменения отбора насыщенного абсорбента; 2) температуру тощего абсорбента - регулятором 5 - путем изменения подачи рассола в теплообменник 2; 3) давление в абсорбере - регулятором 7. Этот алгоритм позволяет следить за дрейфом оптимального режима и вырабатывать управляющее воздействие, компенсирующее этот дрейф. Алгоритм отличается достаточной точностью и надежностью, может использоваться в объектах с пологими критериями управления. Анализ технических условий показывает, что реализация управляющих воздействий осуществляется с помощью одноконтурных систем регулирования. В качестве критериев управления используются в основном обобщенные технологические показатели (степень насыщения, количество тепла и т.п.). В основе алгоритмов, использующих измерительную информацию и часть теоретических знаний об объекте, лежит предположение о том, что объект имеет экстремальную статическую характеристику и положение рабочей точки можно вычислить по методу наименьших квадратов. К этому типу относится алгоритм управления процессом очистки рассола в аппарате с кипящим слоем. [5] Цель управления - поддержание гидродинамических условий существования кипящего слоя и повышение качества очистки рассола.
Это достигается тем, что устройство для автоматического управления снабжено блоком измерения концентрации взвеси, блоком регулирования линейной скорости, блоком вычисления величины шага управления, блоками вычисления концентрации кипящего слоя, блоком компенсации, блоком центрирования и блоком вычисления знака производной, причем блок регулирования линейной скорости соединен с блоками вычисления величины шага управления и измерения и регулирования расхода сырого рассола, а через сумматор - с блоками измерения и регулирования расхода сырого рассола и измерения расхода обратного рассола, через блоки центрирования и компенсации - с блоком вычисления знака производной, блок вычисления величины шага управления связан с сумматором и блоками вычисления концентрации кипящего слоя, которые соединены с блоками вычисления знака производной и с блоком измерения концентрации взвеси (рис. 3.).
Математическое описание сигналов, помех измерений и дрейфа характеристик многосвязных объектов
Задание произвольного или необходимого для исследований диапазона изменения последовательности происходит в блоке формирования заданных статистических характеристик последовательности (СХП). Изменяя величину верхнего предела измерения (а) и величину нижнего предела измерения (Ь), легко получить равномерно распределенную последовательность на интервале [а;Ь) по формуле: X2 = a+(b-a)-N. (2.1) Случайная последовательность Х2 подается в блок, который реализует цифровой RC-фильтр: x3{n) x3(n-\)+— [x2(n) x3(n-\)]i (2.2) 1Ф где х3 (п) - текущее значение выходного сигнала фильтра в момент времени п; х2 (п) - текущее значение входного сигнала фильтра; Хз (п -1) - значение выходного сигнала фильтра в предыдущий момент времени; Тф - параметр фильтра, при помощи которого сигналу придается необходимая форма от резких до сглаженных значений; At- период опроса датчиков. После фильтра корреляционная функция сигнала приобретает экспоненциальную форму (2.3) [48]: t Кх(т)=х Є . (2.3) Формирование же случайного процесса с заданными параметрами происходит в блоке (Сл. П). Таким образом, на вход объекта подается случайная функция, обеспечивающая реальность входного сигнала х (t). Корреляционная функция сигнала х (t) выводится на основании интеграла Дюамеля через весовую функцию системы h (т) [28, 103]: )( ) = \Ф) х( -т)дт (24) о и описывается выражением: 1 г К.0)= Иш — J (0 х(і+т)ді, (2.5) т -+ 2Т -т где 2Т - интервал времени, на котором производится усреднение произведения x(t) -x(t+t)\ т - величина сдвига между перемножаемыми значениями функции х (t). Она позволяет установить среднюю величину связи, существующей между соседними значениями функции х (t), разделенными интервалом времени т [43,47, 58].
Для вычисления корреляционных функций по точным формулам (5) и (6) требуется бесконечно большой объем информации, поэтому практически используется информация соответствующая конечному интервалу времени Т, Величина интервала Т выбирается так, чтобы она была значительно больше реальной длительности переходного процесса в исследуемой системе. Это время определяется из данных эксплуатации исследуемого объекта.
Точность расчета корреляционных функций зависит от факторов: 1) точности исходной информации, т.е. точности с которой используемые в расчете цифровые данные соответствуют действительным значениям сигналов на входе и выходе исследуемого объекта; 2) длительности интервала времени Т случайного процесса, при выборе которого учитывается, что его увеличение приближается к точной формуле расчета корреляционной функции с бесконечными пределами, но использование слишком больших реализаций приводит к ошибкам и увеличивает трудоемкость и машинное время; 3) величины временного сдвига, при которой рассчитывается корреляционная функция.
Предложенные структура ПАИК и математическое описание его основных блоков накладывают определенные требования на методы получения математических моделей объектов управления. В работе предложен алгоритм определения весовой характеристики объекта управления по уравнению Винера-Хинчина [64, 91, 96].
Методом пассивного эксперимента определяются реализации входных (X) и выходных (У) переменных. Методом скользящего среднего проводится сглаживание и стандартное центрирование экспериментальных данных [32,82, 83]. Полученные данные позволяют сформировать нормированный вектор значений взаимной корреляционной функции согласно формуле (2.21) и нормированный вектор корреляционной функции входного сигнала по формуле (2.20).
В современных производственных условиях структура действующих систем управления должна отвечать ряду требований. Сигналы, участвующие в процессе управления и регулирования, представляют собой случайные недетерминированные функции времени, поэтому управляющие системы должны, во-первых, обладать специальными средствами для формирования подобных сигналов, а, во-вторых, учитывать их влияние на объект и алгоритмы управления. Структура систем должна содержать блок для непосредственной оценки качественных показателей выходных координат согласно какому-либо критерию оптимальности.
Для физической или программной реализации блока формирования случайного сигнала необходима последовательность действий, представленная на рис. 9., когда в случайной последовательности, формируемой датчиком случайных чисел, задаются начальные и граничные условия реализуемости, диапазон ее изменения. Затем, проходя через фильтр, последовательность сглаживается и приобретает вид случайного процесса с заданной корреляционной функцией. На последнем этапе получения сигнала заданного вида задается требуемая дисперсия процесса. Формирование дрейфа характеристик, флуктуации и помех измерения, которые присущи всем реальным сигналам, осуществляется аналогично.
Анализ объектов управления, проведенный в главе 1.1. показал, что большинство непрерывных процессов относятся к многосвязным объектам управления и, поэтому, структура предлагаемого программно-аппаратного измерительного комплекса учитывает в математическом описании блока формирования объекта как прямые, так и перекрестные внутренние связи. Выходная координата, таким образом, представляется суммой всех входных сигналов, действующих на нее, с накладываемым аддитивно дрейфом. В общем, виде каждую связь можно представить в виде неминимальнофазового апериодического звена. Структурная блок-схема многосвязного объекта управления, которая учитывает все стадии формирования сигналов как случайных функций и приведенной выше математическое описание, показана на
Сигналы У и У І , Уп поступают с выходов передаточных функций многосвязного объекта управления (рис. 19., гл. 2.) и с учетом случайного характера входных воздействий представляют собой функцию вида (рис. 21.).
В частном, но довольно распространенном, случае двухконтурной системы автоматического регулирования с настройками управляющих устройств к\ф0, кг= к3=0 и при использовании случайно смоделированного входного процесса, выходная величина у„ будет иметь вид рис. 21, Рис.21. Реализация функции У\ (t)
Правильный выбор настроечных коэффициентов любой промышленной системы автоматического управления повышает надежность и экономичность ее работы. В последнее время в связи с переходом от частичной к комплексной автоматизации производства правильный расчет настроек систем является не просто желательным, но и совершенно необходимым условием ее работоспособности. В тоже время ужесточение требований к качеству готовой продукции и расходованию материальных и энергетических ресурсов привело к тому, что все больше внимания при разработке автоматических систем уделяется сложным каскадным структурам управления.
Для качественного анализа работы локальных или одноконтурных САУ и определения настроек их управляющих устройств - автоматических регуляторов - в настоящее время существует сравнительно большое число точных и приближенных методов. Исследование же каскадных систем управления рассмотрено лишь в работах [1, 30, 56, 67, 68, 69, 79], где главное внимание уделяется либо последовательному соединению управляющих устройств с объектами управления, либо ограниченному числу контуров управления (чаще всего - это два контура: стабилизирующий и корректирующий).
Мето дика расчета оптимальных настроек алгоритма управления
Возможны два варианта определения параметров функционирования управляющих устройств в п-контурных схемах: - когда рабочая частота основного контура регулирования много больше частот вспомогательных контуров; - когда рабочие частоты контуров соизмеримы. При расчете по первому варианту основной контур регулирования рассматривается как независимый и любым известным методом определяются численные значения настроечных коэффициентов регулятора Ri. Затем находятся значения коэффициентов внешнего вспомогательного регулятора R„ по формуле (3.2) и с применением вышеописанных структурных и математических преобразований. Теперь для проверки принятых ранее допущений вновь находятся коэффициенты основного регулятора Ri с использованием выражения (3.4).
Используя полученную передаточную функцию эквивалентного объекта, определяют параметры внешнего регулятора любым известным методом [9, 84, 88]. Для нахождения настроечных коэффициентов внутреннего основного контура от исходной схемы зрительно отсекают внутренний регулятор и в качестве объекта управления используют эквивалентную передаточную функцию, найденную по выражению (3.4). Используя полученную передаточную функцию эквивалентного объекта, определяют параметры внутреннего регулятора любым известным методом. Для проверки результатов расчета вновь определяют параметры внешнего контура с использованием данных внутреннего управляющего устройства. Для этого регулятор Rn рассчитывают вновь, используя в качестве объекта эквивалентную функцию (3.2). Результаты расчетов должны удовлетворять условию (3.5), в котором используются коэффициенты внешнего вспомогательного управляющего устройства Rn. Если условие (3.5) не выполняется, то изменяют настройки основного регулятора и расчет повторяют вновь. Примеры расчета настроечных параметров двухконтурной и трехконтурной системы автоматического управления рассмотрены в приложениях.
Анализ результатов полученных в главах 2, 3 позволяет представить структуру программно-аппаратного измерительного комплекса для исследования алгоритмов управления многосвязными объектами в следующем виде (рис. 28.).
Большинство алгоритмов управления, используемых в настоящее время, основаны на одноконтурных системах, в обратную связь которых включено типовое управляющее устройство. В тоже время введение дополнительных обратных связей позволяет улучшить эффективность процесса управления. Поэтому предложенный программно-аппаратный измерительный комплекс содержит математические модели алгоритмов каскадного управления, которые в свою очередь являются наиболее оптимальными для многосвязных объектов управления. В каскадных многоконтурных системах вырабатываемое управляющее воздействие зависит от нескольких выходных координат объекта и в качестве сигнала задания использует выходные сигналы всех последующих управляющих устройств.
Для расчета оптимальных параметров управляющих устройств понадобилось использование принципов структурных преобразований и понятия эквивалентных передаточных функций. Поэтому была предложена специальная методика расчета настроечных коэффициентов типовых регуляторов в каскадных системах, основанная на взаимодействии основного и вспомогательных контуров управления. В ходе работы над методикой была преложена формула передаточной функции промежуточного эквивалентного объекта для расчета многоконтурных САУ, учитывающая условия физической реализуемости. Методика включает в себя все возможные варианты поведения исследуемых систем.
Таким образом, программно-аппаратный измерительный комплекс позволяет имитировать случайный характер сигналов, помехи измерения и дрейф характеристик; исследовать динамические характеристики многосвязных объектов линейных систем управления с целью определения наиболее оптимальных из них; исследовать работоспособность и эффективность известных алгоритмов управления объектами и синтезировать новые алгоритмы каскадного управления. 4. Синтез алгоритмов управления многосвязными объектами
В настоящее время при управлении непрерывными процессами в большинстве случаев используются простые алгоритмы с одной обратной связью, в которое включено управляющее устройство, реализующее один из типовых законов управления. Иногда этого достаточно для поддержания оптимального режима функционирования технологического процесса. Но повышение требований к конкурентоспособности готовой продукции, а, следовательно, к ее качеству и снижению материальных и энергетических затрат, диктует применение более сложных алгоритмов и систем управления, к которым относятся и многоконтурные системы автоматического регулирования.
Оценка качества таких САР крайне затруднена в силу объективных причин. Основная из них: невозможность физической реализации на объекте многоконтурных систем порядка больше второго. Это объясняется продолжительностью, трудоемкостью и, в большинстве случаев, низкой точностью экспериментальных способов для определения оптимальных параметров управления системы [11, 62],
Поэтому актуальна разработка виртуальной оценки качества систем, которая могла бы быть использована не только для экспериментального определения оптимальных настроек процесса, но и для проверки тех аналитических методов, которые разрабатываются исследователями.
Исследование алгоритмов управления процессом приготовления резиновых и пластмассовых смесей
Для поддержания заданного режима технологического процесса была создана система каскадного регулирования температуры расплава, использующая два ПИ-регулятора и функционирующая по алгоритму, который заключается в том, что температура, определяющая процесс переработки, измеряется термопарой, спай которой погружается в расплав или устанавливается на очень небольшом расстоянии от внутренней стенки корпуса, сигнал с нее подается на вход основного ПИ-регулятора, который сравнивает его с заданной величиной и в соответствии с разностью между ними вырабатывает регулирующий сигнал (если значения сигналов равны, то регулятор сохраняет постоянное значение, в обратном случае меняет его). Который в свою очередь подается на вспомогательный ПИ-регулятор для установки числа оборотов рабочего органа, соответствующего оптимальному протеканию технологического процесса. Такая система регулирования обеспечивает автоматическую корректировку числа оборотов рабочего органа червячной машины, которое изменяется до тех пор, пока температура расплава (или внутренней поверхности корпуса) не достигнет заданного значения.
Так как объект управления представляет собой преобразователь с входящими в него сигналами, то процесс его моделирования заключается в последовательном соединении звена моделирования входного сигнала и звена чистого запаздывания.
С целью определить возможность улучшения качества регулирования, была исследована система управления с ПИ-регулятором. При проведении исследования алгоритма управления с ПИ-регуляторами сначала проводился выбор коэффициентов вспомогательного ПИ-регулятора: к[2 и к.2г, значения коэффициентов основного ПИ-регулятора полагались равными кц = l, k2i = 0. Затем на основе полученных опытных данных производилось построение графика зависимости критерия качества І4 от соотношения — и производился выбор оптимальных коэффициентов R2 соответствующих минимуму зависимости.
Таким образом, была доказана работоспособность исследуемого алгоритма. Для принятия решения об эффективности этого алгоритма была исследована зависимость настроечного коэффициента пропорционального регулятора (кі) в процессе абсорбции от величины среднеквадратичного критерия качества 14. Результаты исследования проиллюстрированы на Рис. 47.
Как видно из приведенного графика, при увеличении коэффициента регулятора происходит непрерывное уменьшение критерия качества. Следовательно, данный алгоритм управления не имеет оптимального режима функционирования, поэтому, его использование нецелесообразно.
Для увеличения эффективности алгоритма управления, блок-схема которого изображена на рис. 45, вводится динамический компенсатор в линию измерения расхода тощего абсорбента. Это позволит привести величины расходов тощего (Xi) и насыщенного (Y) абсорбентов к одному моменту времени, увеличит точность расчета степени насыщения и возможно повысит эффективность работы алгоритма. Динамический компенсатор имеет тоже время запаздывание, что и объект управления.
В ходе моделирования была получена зависимость изменения величины степени насыщения во времени (рис. 49.). Моделирование проводилось при следующих параметрах модели: время моделирования 800 с; время запаздывания объекта управления 30 с; время запаздывания динамического компенсатора 30 с; период опроса датчиков 10 с.
