3.2 Способы управления. Структура современной системы управления процессами омд

Анализ различных способов управления процессами ОМД выполним, учитывая отмеченные выше особенности этих процессов. Способы управления делятся на управление по замкнутому циклу (замкнутое управление), использующему принцип обратной связи, и управление по разомкнутому циклу, использующему принцип программного управления (без получения информации о выходных переменных).

3.2.1 Программное управление

Принцип программного управления обеспечивает нужное качество управления, если выбранный закон управления позволяет получить заданное значение выходной переменной. Он может с успехом использоваться для управления конечных, хорошо организованных технологических процессов ОМД, таких, как волочение, холодная прокатка листов, ка­либровка и пр.

Принцип программного управления можно использовать на первом этапе создания системы управления, когда рассматривается эффективность системы управления данным процессом, и оцениваются перспективы создания более сложных систем для повышения качества управления.

Все же основным принципом управления широким классом технологических процессов ОМД является принцип обратной связи. Его реализация возможна в системах управления по отклонению и возмущению.

3.2.2 Управление по отклонению

Схема управления по отклонению приведена на рисунке 3. На ОУ воздействует управление и, которое является результатом преобразования регулятором Р отклонения  выхода объекта y от необходимого значения y*. Основное требование, которое должно выполняться для применимости этой системы, состоит в том, чтобы существенная часть спектра возмущений лежала в низкочастотной области. Тогда принцип обратной связи делает всю систему в целом нечувствительной к изменению свойств отдельных ее элементов. Кроме того, система управления по отклонению предъявляет высокие требования к датчикам в цепи обратной связи и к каналам измерения при этом способе управления исполнительные органы, испытывают большие нагрузки, что приводит к их преждевременному выходу из строя.

Рисунок 3 – Схема управления по отклонению

Рисунок 4 – Схема управления по возмущению

3.2.3 Управление по возмущению

Схема управления по возмущению показана на рисунке 4. По этой схеме возмущение r, действующее на ОУ, одновременно поступает и на модель М объекта. Получающаяся на выходе модели оценка выхода ОУ сравнивается с необходимой уставкой y*, и их разность поступает в регулятор Р, вырабатывающий управляющее воздействие и. Такая схема управления позволяет управлять "вперед" в случае использования предсказывающей модели М. Возможность управления "вперед" основана на том факторе, что инерционность канала управления иy значительно ниже инерционности ОУ, реагирующего на возмущение r.

Недостаток предложенной схемы состоит в необходимости использования фиксированной модели М, не учитывающей нестационарность управляемого объекта. По этой же причине управление по возмущению не получило широкого распространения в ОМД.

3.2.4 Системы адаптивного управления с эталонной моделью

Наиболее полно и эффективно принцип обратной связи используется при адаптивном управлении эталонной моделью и с идентификатором в цепи обратной связи. Структурная схема системы адаптивного управления с эталонной моделью показана на рисунке 5.

Входные сигналы x поступают одновременно на вход модели М, описывающей желаемые свойства системы управления, и на вход системы управления объектом. Сигнал рассогласования реакции модели М и системы управления объектом используется для идентификации объекта (изменения корректирующего фильтра Ф). При этом идентифицируется не весь объект в целом, а только та его часть, которая "ответственна" за отклонение реакции объекта от реакции модели. Такие системы получили широкое распространение при управлении технологическими процессами производства однородной продукции.