Скороспешкин Максим Владимирович. Адаптивные псевдолинейные корректирующие устройства систем автоматического управления

Краткое описание

Скороспешкин Максим Владимирович. Адаптивные псевдолинейные корректирующие устройства систем автоматического управления : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Скороспешкин Максим Владимирович; [Место защиты: Том. политехн. ун-т].- Томск, 2009.- 252 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/670

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
04201000541
На правах рукописи
Скороспешкин Максим Владимирович
АДАПТИВНЫЕ ПСЕВДОЛИНЕЙНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ
УСТРОЙСТВА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (отрасль: промышленность)
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель д.т.н., проф. Цапко Г.П.
Томск-2009

2
Введение 4
1.1. Структура и принципы построения адаптивных систем управления 16
1.2. Структура и принципы построения адаптивных систем с подстраиваемым
корректирующим устройством 25
1.3. Анализ корректирующих устройств 29
1.3.1. Линейные корректирующие устройства 29
1.3.2. Нелинейные и псевдолинейные корректирующие устройства 31
1.3.3. Корректирующие устройства с запоминанием экстремума 45
1.4. Выбор корректирующих устройств и механизмов адаптации 48
2. Разработка и исследование систем автоматического управления с
адаптивными корректирующими устройствами 52
2.1. Разработка и исследование свойств корректирующих устройств с запоминанием
экстремума производной от входного сигнала 52
2.2. Разработка и исследование свойств систем управления с адаптивным псевдолинейным корректирующим устройством с амплитудным по давлением... 74
2.3. Разработка и исследование свойств систем управления с адаптивным
корректирующим устройством с фазовым опережением 92
2.4. Разработка и исследование свойств систем управления с корректирующим
устройством с раздельными каналами для амплитуды и фазы 108
2.5. Разработка и исследование свойств систем управления с частотно-независимыми
корректирующими устройствами 123
3. Адаптивные корректирующие устройства, работающие на основе аппарата
нечеткой логики 134
3.1. Анализ структур нечетких регуляторов 136
3.2. Разработка структуры и способа адаптации нечеткого корректирующего
устройства 139
3.3. Разработка и исследование системы управления с нечетким реконфигурируемым
корректирующим устройством 145
4. Методика синтеза систем автоматического управления, реализованных на
базе адаптивных корректирующих устройств. Адаптивная коррекция в системе регулирования температуры на выходе кожухотрубного теплообменника в технологическом процессе производства этилена 151
4.1. Методика синтеза систем автоматического управления, реализованных на базе
адаптивных корректирующих устройств 151
4.2. Система регулирования температуры на выходе кожухотрубного теплообменника
процесса производства этилена в ООО «Томскнефтехим» 164
5. Программная реализация адаптивных корректирующих устройств 176
5.1. Программная реализация системы управления с адаптивным корректирующим устройством с амплитудным подавлением на контроллере Ремиконт Р—130 176
5.2. Программная реализация САУ с адаптивным корректирующим устройством с
фазовым опережением 180
5.2.1. Программная реализация САУ с адаптивным корректирующим устройством с фазовым опережением на контроллере Ремиконт Р—130.... 180
5.2.2. Программная реализация САУ с адаптивным корректирующим
устройством с фазовым опережением на контроллере КРОСС-500 184
Заключение 189
Список использованных источников 191

з
Приложение А 206
Приложение Б 210
Приложение В 228
Приложение Г 230
Приложение Д 237

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена актуальной в настоящее время те¬ме разработки и программной реализации адаптивных корректирующих уст¬ройств, применяемых в составе систем автоматического управления с ПИД- регуляторами.
Основная цель состояла в разработке корректирующих устройств, обеспечивающих независимую друг от друга корректировку АЧХ и. ФЧХ в широком диапазоне, и в поиске способов реализации процедуры подстройки корректирующих устройств.
Обобщая изложенные выше положения, можно сделать следующие вы-воды:
1. Осуществлена разработка псевдолинейных корректирующих уст¬ройств с фазовым опережением, меняющимся в диапазоне от 0 до 175 граду¬сов, и псевдолинейного корректирующего устройства, обладающего форсирующим свойством.
2. Разработаны способы подстройки корректирующих устройств, ос-нованные на оценке значения интегрального критерия качества и стабилиза¬ции АЧХ и ФЧХ на заданной частоте.
3. Проведено исследование свойств систем управления с адаптивными корректирующими устройствами. В результате исследования показана рабо-

190
тоспособность и эффективность таких систем.
4. Предложен способ определения значения фазо-частотной характе-ристики разомкнутой системы по значениям амплитудно-частотных характе-ристик замкнутой системы и осуществлена проверка возможности реализации такого способа.
5. Разработана структура системы управления с адаптивным псевдо-линейным корректирующим устройством, обладающим форсирующим свой-ством, и проведено исследование этой системы, в результате которого даны рекомендации по эффективности применения такого устройства.
6. Разработана структура системы управления с адаптивным корректи-рующим устройством и способ подстройки параметра корректирующего уст-ройства на основе аппарата нечеткой логики.
7. Предложено реконфигурируемое корректирующее устройство и процедура реконфигурации, основанная на оценке интегрального критерия качества.
8. Разработаны программные модули адаптивной коррекции для про-мышленных микропроцессорных контроллеров Ремиконт Р—130 и КРОСС-500.
9. Разработана инженерная методика синтеза САУ с адаптивными корректирующими устройствами.
Разработанные адаптивные корректирующие устройства и их про-граммные реализации могут быть использованы как в промышленных систе¬мах управления объектами с интервально-меняющимися параметрами, так и в системах со стационарными параметрами. В последнем случае требуется разовая подстройка корректирующего устройства, осуществляемая при включении системы управления в работу.