- •Фам Ван Нгуен
- •Глава 3. Синтез модальных регуляторов для объектов второго порядка с запаздыванием 52
- •Глава 4. Разработка оптимальных по быстродействию регуляторов с наблюдателем для объектов с запаздыванием 85
- •Глава 5. Исследование динамики и практическая реализация модальных регуляторов с наблюдающими устройствами 95
- •Введение
- •Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи
- •1.1. Технологические объекты с запаздыванием
- •1.2. Определение класса рассматриваемых объектов управления
- •1.3. Обзор методов синтеза регуляторов для объектов управления с запаздыванием
- •1.4. Постановка задачи исследования
- •Глава 2. Синтез модальных регуляторов для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.1. Разработка обобщенной структурной схемы регулятора с наблюдателем для объектов с запаздыванием
- •2.2. Цифровая модель объекта первого порядка с запаздыванием
- •2.3. Синтез модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.3.1. Синтез статического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.2. Синтеза астатического регулятора состояния для объектов первого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.3. Синтез статического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.4. Синтез астатического модального регулятора состояния для объектов первого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.5. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.4. Синтез модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.4.1. Синтез астатического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.4.2 Синтез астатического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •2.4.3. Исследование динамики системы управления модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •Глава 3. Синтез модальных регуляторов для объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.1. Цифровые модели объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.2. Синтез модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.2.1. Синтез статического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.2.2. Синтез астатического регулятора состояния для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •3.2.3 Синтез статического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.2.4. Синтез астатического регулятора состояния для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.2.5. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.3. Синтез модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектоввторого порядка с запаздыванием.
- •3.3.1 Синтез астатического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.3.2 Синтез астатического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.3.3. Исследование динамики системы управления модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •Глава 4. Разработка оптимальных по быстродействию регуляторов с наблюдателем для объектов с запаздыванием
- •4.1. Обобщенная структурная схема оптимального по быстродействию регулятора для объекта с запаздыванием
- •4.2. Астатический оптимальный по быстродействию регулятордля объекта первого порядка с запаздыванием
- •4.2.1 Структурная схема оптимального по быстродействию регулятора для объектов первого порядка с запаздыванием.
- •4.2.2. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •4.3. Оптимальный по быстродействию регулятор для объектов второго порядка с запаздыванием.
- •4.3.1 Структурная схема оптимального по быстродействию регулятора для объектов второго порядка с запаздыванием.
- •4.3.2. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •Глава 5. Исследование динамики и практическая реализация модальных регуляторов с наблюдающими устройствами
- •5.1. Описание комплекса программ, разработанных для исследований динамики систем управления с разработанными регуляторами.
- •5.2. Исследование динамики объекта колебательного вида и неминимально-фазовового объекта.
- •5.2.1. Исследование динамики объекта колебательного вида
- •5.2.2. Исследование динамики неминимально-фазового объекта
- •5.3. Исследование зависимости статической ошибки от отношения запаздывания к периоду квантования.
- •5.4. Рекомендации по практическому применению регуляторов с наблюдающими устройствами
- •5.5. Автоматическая система дозирования аммиака в питательный тракт воды парового котла
- •Заключение
- •Библиографический список
Заключение
Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следущем:
1. Разработаны новые структуры модальных регуляторов для объектов с запаздывание, в которых упрежденные значения координат объекта формируются с помощью статических и астатических наблюдателей полного порядка, и приближенной динамической модели объекта.
2. Разработаны новые структуры оптимальных по быстродействию регуляторов для объектов с запаздывание, в которых упрежденные значения координат объекта формируются с помощью наблюдателей полного порядка, и динамической модели объекта.
3. Разработаны алгоритмы цифровой реализации модальных и оптимальных по быстродействию регуляторов для объектов с запаздыванием.
4 Разработаны методики расчета и выведены рекуррентные формулы для расчета параметров наблюдателей и регуляторов в статическом и астатическом вариантах реализации.
5. Разработан комплекс алгоритмов и программ по расчету параметров и исследованию динамики систем управления с модальными регуляторами. Комплекс ориентирован на применение в программном обеспечении микропроцессорных регулирующих контроллерах.
6. Разработан, внедрен и испытан модального цифрового регулятора с наблюдателем для управления процессом дозирования аммиака в питательный тракт воды паровых котлов Ефремовской ТЭЦ на основе контроллера WAGO I/O. Запаздывание в канале измерения и управления составляет около 1 часа.
7. Разработаны практические рекомендации по применению астатического наблюдателя полного порядка, а также по выбору корни характеристического уравнения при синтезе наблюдателя и регулятора состояния.
Библиографический список
Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. Пер. с польского. – М.: Машиностроение, 1974, 328с.
Балакирев В.С. Дудников Е.Г. Цирлин А.М. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления М: Энергия, 1967.
Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984.-541 с.
Квакернак Х, Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления: Пер. с англ. – М.: Мир, 1977, 650с.
Стрейц В. Метод пространства состояний в теории дискретных линейных систем управления. – М.: Наука 1985, - 296с.
Клюев А.С., Карпов В.С. Синтез быстродействующих регуляторов для объектов с запаздыванием. – М.: Энергоатомиздат, 1990, - 176 с.
Мазуров В.М., Карпов В.С. Расчет модальных цифровых регуляторов для объектов с запаздыванием: Учебное пособие. – Тула: Тул. гос. техн. ун-т., 1995, - 65с.
Автоматизация настройки систем управления. Ротач В.Я., Кузищин В.Ф., Клюев А.С. и др. Под ред. Ротача В.Я.– М.: Энергоатомиздат, 1984. - 272с.
Автоматические системы оптимального управления технологическими процессами. Сборник научных трудов: Тула, 1976, С. 3-11.
Бесекерский В.А., Папов Е.П. Теория систем автоматического управления. – М.: Наука, 197. – 768с.
В.В. Подбельский. Язык Си++: Учебное пособие. – М.: Финансы и статистика, 1995. - 560с.
Гайдук А.Р. Применение пространства состояний к исследованию систем автоматического управления. Таганрог 1979. - 99с.
Карпов В.С., Мазуров В.М. Адаптивные регуляторы состояния с частотным разделением каналов управления и самонастройки для объектов с запаздыванием. //Теория и системы управления, 1995, №1.
Клюев А. С. Двухпозиционные автоматические регуляторы и их найстройка. – М.: Энергия, 1967.
Клюев А. С., Колесников А. А. Оптимизация автоматических систем управления по быстродействию. – М.: Энергоатомиздат, 1982, 240 с.
Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. – М.: Машиностроение, 1976, 184с.
Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986.
Мазуров В. М., Карпов В. С. Расчет и проектирование дискретных оптимальных регуляторов. – Тула: Тул. гос. техн. ун-т., 1979, 63с.
Мазуров В.М., Спицын А.В. Адаптивные цифровые ПИД-регуляторы для контроллеров АСУТП. // Промышленные АСУ и контроллеры, 2000,№ 7.
Мазуров В.М., Спицын А.В., Литюга А.В. Новые методы самонастройки и адаптации регуляторов а АСУ ТП. // Управление и информатика: Труды кафедры автоматики и телемеханики Тульского государственного университета М.: Фирма «Испо-Сервис», 2000, С. 394-404.
Мазуров В.М., Спицын А.В. Цифровые ПИД-регуляторы с непрерывной частотной адаптацией. // Прибор и системы. Управление, контроль, диагностика, 2001,№ 5.
Олейников В. А., Зотов Н. С., Пришвин А.М. Основы оптимального и экстремального управления: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1969, 296с.
Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов: Физматгизд, 1961.
Павлов А.А. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию: Наука, 1966.
Рей У. Методы управления технологическими процессами. Пер. с англ. - М.:Мир, 1983, 368с.
Ротач В.Я. Расчет настройки реальных ПИД-регуляторов. // Теплоэнерготика, 1993, №10, С. 31–35.
Самонастраивающиеся системы: Справочник. /Под ред. П.И. Чинаева, Киев: Наукова думка, 1969, 528с.
Сейдж Э.П., Уайт Ч.С., III. Оптимальное управление системами. Перевод с англ./Под ред. Б.Р.Левина. – М.:Радио и связь, 1982, 392с.
Смит О., Дж. М. Автоматическое регулирование. Изд. физ.-мат. литературы, 1962.
Современные методы идентификации. Под ред. П.М. Эйкхоффа. – М.: Мир, 1989.
Спицын А.В, Мазуров В.М. Высококачественная адаптивная система управления с ПИД-регулятором.// «Изв. тулГУ». Сер. «Выч. Техника. Автоматика. Управление» – Т.1- Вып.2. Автоматика – Тула: ТулГУ, 1997, С.11-17.
Строганов Р.П. Управляющие машины и их применение. - М.: Высшая школа, 1986, 240с.
Справочник по теории автоматического управления./Под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712с.
Мазуров В.М, Спицын А.В., Фам Ван Нгуен. Высокоточные двухпозиционные регуляторы для объектов с запаздыванием. Тезисы докладов XVII международная научная конференция ММТТ-17 , Сборник трудов, том 6, Костром 2004,С. 118-121.
Богатов В., Литюга А., Мазуров В., Мерцалов А., Вендин М., Фам Ван Нгуен. Автоматическая система управления процессом дозирования аммиака //Промышленные АСУ и контроллеры. 2006. № 3.с 1-5.
Мазуров В.М., Мерцалов А.Е., Фам Ван Нгуен. Модальные регуляторы для промышленных объектов с запаздыванием //Автоматизация в промышленности. 2006 № 9. с 41-46.
Мазуров В.М., Фам Ван Нгуен. Модальные регуляторы для промышленных объектов с запаздыванием //Автоматизация в промышленности. 2006 № 11.
Фам Ван Нгуен. Оптимальный по быстродействию регулятор с наблюдателем для объектов с запаздыванием // Доклад всероссийской научной-технической конференции «Мехатронные системы». Тула 2006.
(Известия ТулГУ.Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Т. Вып. .Системы управления. – Тула: Издательство ТулГУ, 2006. с.
Фельдбаум А.А. Основы теории оптимальных автоматических систем: Физматлит, 1963. – 624 с.
Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров. – М.: Наука, 1972, 398с.
Цыпкин Я. З. Информационная теория идентификации. – М.: Наука. Физматлит, 1995, 336с.
Чумаков А.В. Универсальный адаптивный цифровой регулятор для объектов управления с запаздыванием. // Элементы и системы оптимальной идентификации и управления технологическими процессами. Сборник научных трудов, Тула, ТГУ, 1996.
Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров и состояния. – М.: Мир, 1975.
Справочник по MathCAD PLUS 7.0 PRO – M.: СК Пресс,1998. - 352с.
http://www.ispu.ru/library/lessons/faleev/ - Теория автоматического управления.
http://zdo.vstu.edu.ru/umk/html/manual/ - Теория моделирования.
http://atm.h1.ru/root/theory/ - Теория автоматического управления.