Вдосконалення алгоритмів самоналагоджувальної системи керування для забезпечення ефективності її пускових режимів

Abstract

UK: Актуальність. Цілий ряд об’єктів технологічного типу відзначаються суттєво нелінійною статичною характеристикою, коли коефіцієнт передачі по каналу регулювання змінюється в десять і більше раз. При цьому типові системи регулювання з незмінними параметрами регулятора втрачають стійкість і переходять у позиційний режим роботи. Зберегти компроміс між показниками якості і стійкістю процесів у системі з такими об’єктами дозволяють САР із самоналагодженням параметрів регулятора. Їх алгоритми повинні забезпечували ефективне функціонування системи не лише в сталих, але і в перехідних по каналу завдання режимах, коли об’єкт переводиться із початкового стану, частіше з «холостого ходу», в стан номінального навантаження. Регульована змінна в пускових режимах не повинна порушувати регламентні значення технологічного процесу, бо це може призвести до виникнення аварійних ситуацій. Мета. Вдосконалити алгоритми САР із самоналагодженням для пускових режимів об’єкту, забезпечивши за час пуску завершення процедури самоналагодження і зниження ймовірності виникнення аварійних ситуацій. Метод. За рахунок аналізу сприятливих і несприятливих факторів для самоналагодження евристичним методом запропоноване коректування алгоритмів, отриманих для сталого режиму, на період пуску об’єкта. Перевірка ефективності корек-тування алгоритмів проводиться шляхом імітаційного моделювання системи в середовищі Simulink пакета програм Matlab. Результати. Сплановані і проведені комп’ютерні експерименти з моделями альтернативних структур самоналагоджувальної системи. Отримані графіки і числові показники, які характеризують ефективність її роботи в пускових режимах. Висновки. Для завершення процедури самоналагодження протягом періоду пуску та для запобігання неприпустимих динамічних помилок регулювання необхідно: а) збільшити коефіцієнт передачі регулятора і зменшити інерційність фільтрів в контурі самоналагодження на період пуску; б) встановити початкові значення коефіцієнта передачі моделі об’єкта регу-лювання на рівні максимально можливих значень його коефіцієнта передачі. EN: Context. A whole series of technological type control objects have substantially nonlinear static characteristic, when gain through control channel changes in ten or more times. At the same time typical control systems with unchanged controller parameters lose their stability and switch to the position mode of operation. Automatic control systems (ACS) with self-tuning of the controller parameters allow to save a compromise between quality indicators and processes stability in the systems with such objects. Their algorithms should provide effective system functioning not only in steady-state, but also in transient modes, when set point changes, when control object is being transferred from the initial state, more often from idling, to the state of nominal load. The controlled variable in the start-up modes must not violate the procedural limits of the technological process, since it can lead to emergency situations. Objective. To improve the ACS algorithms with self-tuning for the start-up conditions of the control object, ensuring the completion of the self-tuning procedure during the start-up period and lowering the possibility of emergency situations. Method. Utilizing analysis of the advantageous and disadvantageous factors for the self-tuning procedure, using heuristic method, correction for the algorithms, which were developed earlier for steady-states, was proposed for the start-up period. Algorithms correction efficiency is verified by simulation of the system in the Simulink environment of the MatLab software package. Results. Computer experiments with models of alternative structures of the self-tuning system were planned and conducted. Obtained figures and numerical values characterize the efficiency of its operation in the start-up modes. Conclusions. To complete the self-tuning procedure during the start-up period and to prevent unacceptable dynamic control errors, it is necessary to: a) increase the controller gain and decrease the persistence of the filters in the self-tuning loop during the startup period; b) set the initial value of the control object model gain at the maximum possible level.