3.2.5 Системы адаптивного управления с идентификатором

Схема адаптивного управления с идентификатором в цепи обратной связи показана на рисунке 6. Основное назначение идентификатора (И) состоит в слежении за изменяющимися параметрам ОУ. По этой схеме идентификатор, стоящий в цепи обратной связи, в процессе функционирования объекта по возмущениям г, управлениям и. и выходу объекта y непрерывно уточняет параметры k объекта. Построение модели объекта происходит в реальном времени. Наличие системы слежения за параметрами нестационарного объекта делает всю систему в целом нечувствительной к его изменениям.

Рисунок 5 – Схема управления с эталонной моделью

Рисунок 6 – Схема системы управления с идентификатором в цепи обратной связи

На рисунке 7 показана структура современной системы управления технологическими процессами ОМД. В состав системы входят: управляемый технологический процесс с вектором управляющих воздействий u(t), вектором входных переменных x(t), вектором выходных переменных y(t) и вектором возмущающих воздействий r(t); канал измерения некоторых выходных параметров, который включает измерительную систему и устройство обработки результатов от шума (t), поступающего на измерительную систему; модель конкретного технологического процесса, включающая базовую и рабочие модели; блок адаптации рабочей модели процесса, использующий для адаптации результаты сравнения вычисленных по модели и фактически замеренных значений основных выходных параметров (t); управляющее устройство, которое формирует управляющие воздействия и{t), используя для этого режимные установки, полученные от. модели, и фактические значения выходных переменных (t). Все перечисленные устройства входят в контур управления. Вне контура управления может находиться блок построения оптимальной по какому-либо критерию рабочей модели процесса. Подобная система управления работает в реальном масштабе времени и базируется на УВМ. На практике в состав системы управления могут входить не все, а только некоторые из перечисленных устройств.

3.3 Рекомендации по созданию автоматизированных систем управления

Создание любой автоматизированной системы управления технологическим процессом включает анализ ОУ, разработку структуры управления, построение математической модели процесса (идентификацию процесса), разработку алгоритмов управления, выбор комплекса технических средств и подготовку программного обеспечения системы.

В случае разработки системы управления уже действующего технологического процесса, обеспеченного элементарными средствами автоматизации и механизации, целесообразно создание системы управления осуществлять в два этапа. На первом этапе разработать математическую модель процесса и систему датчиков основных технологических параметров. Затем, опираясь на существующие средства автоматизации и управления (например, программные регуляторы) или на режим ручного управления, полностью оценить практические возможности будущей автоматизированной системы управления. Убедившись в работоспособности и целесообразности системы управления, приступить ко второму этапу работы — созданию автоматизированной системы управления на базе УВМ. На первом этапе автоматизации вполне достаточно ограничиться статической моделью объекта и, только оценив перспективу, переходить к более сложным моделям, позволяющим повысить качество системы.

Рисунок 7 – Структура современной АСУ технологическими процессами ОМД

На всех этапах создания системы необходимо помнить, что синтезирование эффективных автоматизированных систем управления в большинстве случаев сопряжено с коренным усовершенствованием существующего технологического процесса и механизацией всех технологических операций. А это всегда вызывает известные трудности.

В современных УВМ, работающих в реальном масштабе времени, в среднем только 5 % занимает работа разнообразных устройств ввода — вывода информации, остальные 95 % времени можно использовать для реализации сложных алгоритмов управления. Поэтому система управления, кроме слежения за процессом, может выполнять и другие функции - осуществлять диагностику состояния технических средств, выполнять учетные функции; ее можно использовать для выявления резервов технологического процесса, его усовершенствования и пр. Учитывая относительно невысокую стоимость УВМ в общей доле капиталовложений на создание системы управления, целесообразно для управления сложным технологическим процессом конструировать распределение системы управления на базе нескольких микро-УВМ, что повышает надежность системы.