Главная Промышленная автоматика.

Вход

мального состояния. И.мснно он является наиболее характерным признаком самонастраивающихся СЛУ, которые следует рассматривать как дальнейшее развитие оптимальных систем, когда показатель оптимальности обеспечивается при различных внешних условиях в результате действия элементов самонастройки. Исиользовапие в СЛУ элементов самонастройки оправдывается лишь при достаточно быстрой окупаемости системы, обеспечении максимальной производительности технологического оборудования, повып1ении качества изготовляемой продукции, снижении эксплуатационных расходов. При синтезе самонастраивающихся СЛУ выполнить все эти требования практически невозможно. Использование элементов самонастройки, как правило, усложняет СЛУ и снижает надеж1юсть ее работы. Поэтому за критерии оптимальности для самонастройки выбирают какое-либо одно наиболее важное требование, обеспечивающее основные задашгые показатели качества.

Основной задачей самонастраивающихся СЛУ является стабилизация динамических свойств авто.матизированного технологического оборудования, для которого переходные режимы

работы считаются глав-

а I---------------1 ными. Нарушение этих

"] ! режимов возможно из-за jjstrjfoo влияния случайных факторов, а также изменения параметров самой системы. Стабилизацию псре-ав из i-sj ли М f ходных режимов осущест-

вляют путем сравнения временных характеристик объектов управления с кс - некоторыми эталонными

с обеспечением послсдую-I----------------. щей минимизации их рас-

хождения. При этом ста-BoixoQ вят задачи получения ли-0V [-4-1 »• 5о оптимальной точности, { либо оптимального быст-

родействия при изменяю-i щихся впенших условиях

j и характеристиках объек-

I I .1 та унравления.

. .J В общем случае в самонастраивающихся САУ Рис. 7.1. можно выделить ос1Ювной

контур регулирования (КР) и контур самонастройки {КС) (рис. 7.1, а). Структура контура регулирования, состоящая из регулятора [Р) и объекта управления (ОУ), определяется критерием первичной оптимиза-

алой

•го в



ции ири синтезе оптимальной САУ без учета изменения параметров и характеристик объекта управления и внепп1их возмущений. Обычно регулятор содержит изменяемую часть системы, па которую воздействует контур самонастройки. В последнем можно выделить контролируюп1ую часть, которая определяет текущую информацию об объекте и внешних условиях, и исполнительный элемент (ИЭ), форсирующий требуемое воздействие на изменяемую часть регулятора. Контролирующая часть состоит из анализатора воздействия (АВ), служащего для оценки внешних воздействий, анализатора процесса (/i/7), определяющего дипамические свойства объекта управления, и вычислительного устройства (ВУ), которое вырабатывает необходимое управление. При решении сложных задач самонастройки в качестве такого устройства используется ЦВМ. Для повышения надежности работы САУ регулятор имеет также пеизменяе.мую часть. В случае выхода из строя контура самонастройки характеристики системы могут отклониться от оптимальных, но система сохранит работоспособ1Юсть. Возможен вариант передачи сигнала управления от вычислнтелыюго устройства через специ-алыплй генератор оптимальных воздействий (ГОВ) непосредственно иа обт>ект управления (рис. 7.1,6).

Перечислетые основные элементы самопастраиваюп],сйся САУ не строго обязательны. Количество их зависит от степени совершенства самонастройки и выбранного критерия вторичной оптимизации. Схемное ре1иепие самопастранвающейся САУ и надежность ее работы в большой степени зависят от правильного выбора составных элементов.

При синтезе самонастраиваюищхся САУ прежде всего требуется простота самонастройки. Идеальной самонастраивающейся была бы система, которая обеспечивает оптимальный режим работы технологического оборудования при любых воз-можш>1х условиях, В депствительпости же самонастраивающейся считается САУ, сохраняющая оптимальный режим лишь в определенных пределах. Поэто.му в каждом конкретном случае синтеза самонастраивающихся систем 1;еобходимо определить реальные граничные условия ее удовлетворительной работы относительно требуемых точности и показателей качества. Самонастраивающиеся СЛУ являются динамически устойчивыми системами, которые работают по принципу отклонения управляемой 11ереме}Шой пли с использованием комбинированного иритщиа управления. Они обладают следующими основными ссобепиостями:

наличием ие менее двух контуров: ос1Ювпого и са.мона-стройки;

наличием элементов с изменяе.мыми непрерывно или дискретно параметрами, характеристиками или структурой, а также переменного в процессе работы алгоритма, что делает самонастраивающуюся С.ЛУ нелиией1юй и нестационарной;

15 Заказ Xi 166 225



присутствием вычислительных устройств (в общем случае ЦВЛ4), что требует разработки аналитических методов, которые сочетают в себе методы теории автоматического управления и вычислительной техники;

повышенной чувствительностью к изменению параметров самой системы и объекта управления, а также к выходным сигналам, поскольку в большинстве случаев сг.стемь! работают на границе устойчивости или вблизи нее (по основному контуру);

использованием случайных помех для реализации автоматического поиска оптимального режима работы системы.

7.2. КЛАССИФИКАЦИЯ

САМОНАСТРАИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ

Классификацию самонастраивающихся СЛУ .можно производить по нескольким признакам; Это связано с их сложной структурой, различной физической сущностью, назначением, областями применения и т. д. Рассмотрим основные из этих признаков.

1. Исходные факторы самонастройки, при ориентации на которые выделяются следую1цис основные виды СЛУ: самонастраивающиеся по сигналам внешних возмущений; самонастраивающиеся ио динамическим характеристикам объектов управления; комбинированные СЛУ (т. е. самонастраиваюнше-ся но сигналам как внешних воздействий, так и по динамическим характеристикам объектов унравления).

2. Средства реализации условий самонастройки, в качестве которых могут использоваться различные технические средства: применение ЦВМ и моделей, разных видов корректирующих устройств; изменение параметров и структуры регулятора, типа нелинейности регулятора и алгоритма (программы) управления. В зависимости от !1римеиения этих средств самонастраи-ваю1циеся СЛУ подразделяются на системы с автоматической настройкой пара.метров [собственно самонастраивающиеся) и структур [самоорганизующиеся), а также с автоматическим изменением алгорит.ма управления [самообучающиеся). Конкретный выбор средств достижения условий самонастройки зависит от типа системы и сложности самонастройки. Иногда на практике возникает необходимость одновременного использования нескольких видов перечисленных средств.

3. Способы оценки, динамических характеристик САУ или объекта управления, которые могут быть полными и частичными. Основное требова1ще к оценке характеристик заключается в том, чтобы время, затраченное на оценку, было мснынс времени изменения параметров СЛУ. Кроме того, оценка должна допускать автоматизацию, иначе ее невозможно будет использовать в самонастраивающейся СЛУ. Существующие способы оценки основаны на использовании либо только рабочих





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [73] 74 75 76 77 78 79 80 81

0.0035