Тема 3. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ

Общие положения

Чтобы управлять технологическим объектом, управляющее устройство должно располагать информацией о его свойствах и состоянии в данный момент времени. Эти данные обеспечиваются введением в управляющее устройство априорной и текущей информации. Текущая информация о состоянии объекта поступает от всевозможных датчиков. Априорная информация учитывается в виде структуры и программы функционирования управляющего устройства. Она определяется заранее аналитически или экспериментально.

В автоматике любой объект, в том числе и технологический, рассматривается как система с входами и выходами, между которыми существуют определенные связи. Эти связи, представленные формально в виде формул, таблиц, графиков, графов, циклограмм и т.п., отражают априорную информацию и носят название моделей или алгоритмов функционирования объектов.

Принципы и методы получения и представления формальных моделей объектов автоматизации, а также сам процесс их получения называются в автоматике идентификацией.

Среди задач управления технологическими объектами выделяют две наиболее общие задачи. Во-первых, управление состоянием объекта. Эту задачу решают системы автоматической стабилизации, следящие системы, системы оптимального управления, т.е. те, что изучаются в курсе ТАУ – системы САУ (САР). Во-вторых, управление сменой состояний. Этой задаче соответствуют системы программно – логического управления, которые предназначены для автоматизации технологических процессов, представляющих собой совокупность отдельных операций, сменяющих друг друга в определенной последовательности.

Первые системы бывают непрерывные и дискретные, вторые только дискретные. Так как задачи разные, следовательно, и модели, и способы их получения должны быть разные. Для первых это модели в виде математических формул, в дискретном варианте могут присутствовать таблицы, графики. Для вторых это алгоритмы функционирования в виде логических формул, таблиц, циклограмм, графов. Сложность модели зависит от объекта, от задач автоматизации, а также от того, кто составляет модель.

Современные технологические объекты бывают также многомерными, т.е. имеют несколько взаимосвязанных входов и выходов. Связи между ними могут быть нелинейными, носить случайный характер. Некоторые объекты требуют оптимального управления в соответствии с заданными критериями эффективности, например: максимума производительности, минимума энергозатрат, определенной сортности угля и т.п. Для них, кроме моделей, алгоритмов функционирования, должны определяться так называемые целевые функции, представляющие собой зависимости критериев эффективности от входных воздействий.

Для сложных объектов, подверженных случайным непрогнозируемым возмущениям, должны разрабатываться стохастические модели, в которых исходные величины, интервалы времени и параметры преобразования задаются законами распределения и статистическими характеристиками (математическое ожидание, дисперсия). Задачи идентификации настолько сложны, что в настоящее время ими занимаются в основном математики. При этом разработаны вопросы идентификации и оптимального управления только для узкого класса объектов – статических и линейных динамических. Поэтому мы рассмотрим только наиболее общие приемы разработки моделей, а также законов и алгоритмов управления.

Поиск по сайту: