Министерство Образования Украины

Донецкий Государственный Технический Университет

Кафедра АТ

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ

по курсу

«Моделирование и идентификация объектов систем автоматики»

Донецк 2007

1. Предмет и задачи курса. Общая постановка задач идентификации моделей

Теория идентификации и моделирования – это научно-техническая дисциплина, которая занимается вопросами построения моделей объектов управления и систем управления и решает проблему оценки параметров этих моделей.

При рассмотрении проблемы идентификации различают статический подход, сущность которого в следующем: ставятся экспериментальные исследования, получают экспериментальную выборку, характеризующую динамику модели, на основании априорных данных о физических процессах в модели определяется структура самой модели, а по экспериментальной выборке определяются настроечные параметры модели.

Существует также динамический подход к проблеме идентификации: имеется некоторая замкнутая система, в этой системе специальным образом вводится дополнительный контур идентификации, который отслеживает изменение параметров модели в процессе реального функционирования системы, на основании некоторого критерия делаем оценку модели и при необходимости изменяем настроечные параметры объекта или системы в целом.

Предметом изучения курса являются методы построения моделей для объектов систем управления и методы определения динамических параметров этих моделей.

Для чего нужна идентификация?

С целью повышения эффективности систем управления разрабатывается идея адаптивных систем управления. Главное отличие адаптивных систем управления от систем с фиксированными параметрами состоит в том, что они могут приспосабливаться (подстраиваться) к изменяющимся характеристикам объектов и протекающих в них процессов.

Существует 2 основных способа настройки регуляторов:

- настройка с прямой связью (адаптация по разомкнутому циклу)

• настройка с обратной связью (адаптация по замкнутому циклу).

А – алгоритм настройки, Р – регулятор, О – объект управления, w - вектор заданной переменной, e^w - ошибка управления e^w =w – y.

Если известно, как должен настраиваться регулятор в зависимости от внешних входных факторов (доступных прямому измерению), то можно применять прямой метод настройки.

В условиях, когда невозможно оценить динамические свойства объекта непосредственно, приходится использовать настройку с обратной связью или адаптацию по замкнутому контуру. При этом необходимый минимум информации об объекте получают путем обработки измерений входных и выходных сигналов. Использование адаптации структурно равносильно введению второй обратной связи и соответственно второго замкнутого контура.

Все адаптивные регуляторы можно разделить на два класса:

• самооптимизирующиеся регуляторы

• регуляторы с эталонной моделью.

Процесс адаптации в системах управления с регуляторами или регуляторами с эталонной моделью проходит в три этапа:

1. Идентификация объекта (эталонной модели) или системы управления в целом. 2. Расчет регулятора. 3. Настройка регулятора.