11.2 Основні етапи синтезу аск

Першим етапом синтезу є визначення мети керування і аналіза об’єкта як системи автоматичного керування.

На цьому етапі об’єкт керування аналізується як деяка динамічна система, для якої визначають вхідні та вихідні величини об’єкта (рис. 11.2)

Рис. 11.2 – Структурна схема об’єкта.

Вихідні величини об’єкта характеризують технологічний процес і ефективність його протікання.

Функціонально з вихідною величиною зв’язані змінні стану об’єкта. Змінні стану об’єкта визначають необхідний мінімум інформації про історію системи і прогнозування її поведінки в майбутньому.

Вихідні змінні - це фізичні величини, до яких належать параметри вихідного продукту хімічний склад, кількість, концентрація); режимні параметри об’єкта ( температура та тиск на виході тощо).

Змінні стану об’єкта це фізичні або абстрактні величини.

Вхідні величини робивають на дві групи – керуючі впливи (дії) та збурення.

За допомогою керуючих впливів цілеспрямовано змінюють стан керованого об’єкта. Керуючі впливи – це енергетичні та матеріальні потоки або фізичні величини, що їх характеризують ( перепад тиску, тиск, витрата та інш.)

Збурення –це певні фізичні величини, що діють на технологічний процес і характеризують умови його протікання, але відсутня можливість цілеспрямованої зміни цих величин.

Прийнято виділяти три групи збурень: відхилення навантаження, похибки вимірювань і коливання параметрів системи.

Відхилення навантаження впливають на змінні процесу. Їх джерелом можуть бути збурюючи сили в механічних системах, коливання інтенсивностей вхідних потоків в процесах нафтопереробки, нафтохімії, в теплових процесах збуреннями можуть бути коливання навколишнього середовища і т.д.

Похибки вимірювання виникають в датчиках і можуть бути як статичними, так і динамічними.

Коливання параметрів системи проявляються в наслідок зміни внутрішніх властивостей об’єкта ( зміна товщини стінки в теплових процесах, зміна гідравлічного опору в трубопроводах і т.п.).

Якщо синтез автоматичних систем керування здійснюється в класі лінеаризованих математичних моделей, то допускається, що всі збурення носять адитивний характер.

Після того як проаналізований об’єкт керування переходить до другого етапу синтезу - формалізації технологічного процесу. Тут вирішується якого типу буде використана математична модель ( лінійна чи нелінійна, з зосередженими чи розподіленими параметрами ). Після цього приступають до побудови математичної моделі (якщо в цьому виникає необхідність) експериментальним або аналітичним методом.

На третьому етапі вибирають метод синтезу АСК в залежності від сформульованих вимог до системи і отриманої математичної моделі.

Четвертий етап це синтез АСК. Тут можуть бути використані аналітичні методи синтезу, а при необхідності задачі синтезу розв’язуються за допомогою ЕОМ. Результатом четвертого етапу є алгоритм керування, або структурна схема АСК, яка включає в себе стандартні закони керування і необхідні коректуючи пристрої у вигляді передавальних функцій ( диференціальних чи різницевих рівнянь).

П’ятий етап синтезу комп’ютерне моделювання АСК з метою визначення необхідних якісних характеристик системи і порівняння їх з показником якості які сформульовані в завдані на синтез АСК. Якщо дослідник вирішить, що показник системи значно відрізняються від сформульованих, то необхідно проаналізувати отримані результати і вирішити до якого етапу повернутися.

На цьому етапі (якщо це необхідно) проводять експерименти на об’єкті з метою отримання необхідної інформації про властивості синтезованої системи.