Вопросы для самопроверки по главе 4

1.Как реализуются непрерывные и дискретные законы управления?

2.В чем Вы видите преимущества и недостатки прямого цифрового управления?

3.Запишите типовые законы управления в форме разностных уравнений.

4.Составьте схему алгоритма, реализующего ПИД — закон управ­ления.

5.Почему при больших возмущениях линейные законы управления не способны обеспечить заданные качественные показатели САУ?

6. В какие моменты переходного процесса следует изменять коэффициент усиления П-регулятора в нелинейном законе управления?

7.Какое значение принимает приращение регулирующего воздействия при уменьшении ошибки регулирования в полупропорциональном законе управления?

8.Какой особенностью обладают регулирующие устройства систем управления с переменной структурой?

9.Какими объектами невозможно управлять без использования адаптивных регуляторов?

10.Какие задачи решает устройство адаптации?

11.Чем отличаются адаптивные САУ со стабилизацией и оптимизацией качества управления?

12.Перечислите способы реализации эталонной модели?

13.В функции каких параметров построены номограммы по расчету настроек коэффициентов ПИД- регулятора?

14.Почему необходимо уточнять значения коэффициентов настроек, полученные расчетным путем, при пусконаладочных работах?

15.Чем отличаются уравнения, описывающие подобные системы?

Глава 5. Алгоритмы программного управления

5.1. Программное управление стационарным технологическим процессом в статическом режиме

Если рассматриваемый ТП является стационарным, и все действующие на него возмущения поддаются измерению, то при известной математической модели, задача оптимального управления статическим режимом ТП сводится к расчёту траекторий изменения уставок локальных регуляторов (вектора управления U), обеспечивающих ведение процесса с наибольшей эффективностью.

Траектории изменения уставок могут строиться в функциях времени, возмущающих воздействий или изменяемых параметров процесса. Такое управление называется оптимальным программным управлением, а соответствующие ему траектории изменения уставок локальных регуляторов – оптимальным программным законом управления.

В том случае, если модель ТП линейна и отсутствуют нелинейные составляющие критерия качества, задача синтеза оптимального программного управления формулируется следующим образом.

Во всём диапазоне изменений Z найти функцию U(Z), обеспечивающую максимум (минимум) линейной формы

, (5.1.1)

где C_Ul, C_zi - постоянные коэффициенты,

ℓ = 1, 2,…, r;

i = 1, 2,…, k .

При ограничениях на выходные координаты:

, j = 1, 2,…, s; (5.1.2)

, j = s + 1, …, m; (5.1.3)

, j = m+ 1, …, n; (5.1.4)

где α_jl, b_j, α_ji - постоянные коэффициенты ;

U_{l min} ≤ U_l ≤ U_{l max}. – управления. (5.1.5)

Для решения такой задачи в принципе можно применить любой из известных методов линейного программирования. Однако использование симплекс-метода в данном случае нерационально, так как при синтезе оптимальных программных управлений во всём диапазоне изменений Z поиск оптимального плана необходимо многократно повторять.

Значительного сокращения объёма вычислений при решении задач подобного рода можно добиться за счёт применения метода линейного программирования, разработанного С.Н. Черниковым [3].

Метод основан на поиске оптимальных значений целевой функции путём последовательного исключения переменных, поэтому он позволяет выразить функцию J через возмущающие воздействия. При наличии зависимости J = f(Z) несложно рассчитать программу оптимального закона управления во всём диапазоне изменений Z.

Полученные данные оформляются в виде таблиц и закладываются в УВМ для реализации оптимального программного управления ТП либо, при отсутствии машины, используются оператором, который, получив анализ сырья, подбирает по соответствующим таблицам подходящий режим управления.